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第二章超塑性成形（SPF）§2.1超塑性成形概念及特点§2.2金属超塑性的力学特性§2.3超塑性变形机理§2.4超塑性成形的应用
1§2.1超塑性成形概念及特点塑性概念？测量方法及评价指标？提高塑性的方法？材料的常规塑性？Sn-Bi共晶合金超塑性条件下伸长率超塑性是指：材料在特定内部和外部条件下具有异常高的塑性指标，这种现象称为超塑性。超塑性的概念：材料？特定条件？异常高的塑性指标？
2材料合金以及金属基复合材料金属间化合物陶瓷材料铝基复合材料的超塑变形条件和超塑性能超塑性是普遍潜在的属性
3不同变形条件下部分超高碳钢的延伸率双相及多相金属间化合物的超塑性能
45wt%二氧化硅的多晶四方氧化锆在不同条件下拉伸后的试样
5特定的内部和外部条件超塑性分类超塑性是指：材料在特定内部和外部条件下具有异常高的塑性指标，这种现象称为超塑性。
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8异常高的塑性指标是指特定组份的材料在超塑性条件下比常规条件下，塑性指标具有较为明显的提高。不一定要求伸长率大于100%.超塑性是指：材料在特定内部和外部条件下具有异常高的塑性指标，这种现象称为超塑性。概念仅是对超塑性外在现象的描述，超塑性的力学特性和变形机制并未全面的表达。
9超塑性成形的优点：材料的塑性很高、变形抗力小。显著减少成形工序；解决难变形材料的塑性加工（钛、镁合金等）；流动性及充型好，可精密一次成形；成形设备吨位小；可借鉴应用塑料成形方法；模具的寿命长；
10吹塑成形的铝合金墙面装饰浮雕吹塑成形的球钛合金形卫星燃料箱
11§2.2金属超塑性的力学特性超塑性拉伸试验的应力-应变曲线超塑性本构方程：材料的一般本构方程：温度和应变？m=1是什么方程？
12m的理解对取对数，得到：m值表示σ随改变快慢，m值越大，相同下对应的σ也越大。m值称为流动应力的对应变速率的敏感指数，或应变速率硬化指数。物理意义：抵抗缩颈的能力大小？。
13超塑性单向拉伸的稳定性金属变形稳定性：一般是指在一定状态下（包括超塑性状态下）金属具有保持其连续均匀变形的一种倾向或性质。在超塑性拉伸时，这种倾向或性质就表现为保持均匀变形、抵抗缩颈及出现缩颈后使细颈扩散、转移或游动，从而获得较大延伸率的一种能力。晶体金属都在不同程度上具有这种能力。
14拉伸过程的三个阶段：（1）稳定阶段，第一个细颈点出现以前；（2）准稳定阶段，细颈扩散、转移，直到某一部位的细颈极度发展而转移不出去为止。此阶段的变形从细观上看不够均匀，但是由于细颈部分的应变强化和应变速率敏感性的作用，使不均匀性受到某种程度的抑制，以致变形有一种在不均匀中求均匀的趋势，以致宏观上大致是均匀变形。（3）失稳阶段
15结论：（1）提高宏观变形均匀性，可通过提高n和m值实现；（2）超塑性变形的进行主要依赖m值，均匀变形主要在准稳定阶段。（3）一般塑性材料m值较小，均匀变形主要在稳定阶段,依赖n值。为什么超塑性定义中，可以用m>0.3？为什么m物理意义可以表示材料抗缩颈的能力？
16影响超塑性和应变速率敏感性指数的各种因素应变速率的影响、变形温度、晶粒度和形状、两相组织应变速率敏感性指数与应变速率关系图超塑状态材料的应力与应变速率关系的示意图超塑性主要发生在二区应变速率的影响
17温度的影响表明：超塑性变形温度区间很小；m值随温度增加先升后降。
18晶粒大小及形状的影响表明：晶粒尺寸的减小,能使m的峰值向更高的应变速率方向发展，而且使高m值的区域增大，使相应的流动应力降低，因细晶粒有利于晶界移动。是否与细晶强化矛盾？
19两相组织的影响两相晶粒可以互相阻碍在变形过程中的长大。两项分布越均匀，两相的体积比越接近1时，热稳定性越好，对超塑性变形越有利。否则，第二相晶粒很少，同相晶粒聚合机会大大增加。
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21§2.3超塑性变形机理超塑性变形过程中金属组织变化的特点（1）晶粒长大、趋于（保持）等轴化；（2）晶粒的滑动、转动和换位；（3）由于晶界滑移，将在晶界附近产生大量位错，为保证变形进行，位错以攀移和相消方式松弛应力；（4）材料内部出现空洞。
22补充知识：扩散原子为什么会进行扩散？分子或原子总是在平衡位置上做振动，当温度升高后，其活性能大到一定程度时，足以越过能量壁垒时，就会从一个平衡位置跳跃到另一个平衡位置。扩散过程示意图仅有扩散是否可引起材料变形？
23扩散过程是随机的，不会引起材料变形，若形变必须满足：足够高的温度，足够多的分子或原子发生扩散；有一定的外力，使得扩散移动具有方向性。据扩散路径，扩散可分为晶界扩散和体扩散。扩散特点：1、应力和应变速率成线性关系；晶粒越小，变形主要由晶界扩散导致；晶界扩散：体扩散：2、扩散变形后，晶粒被拉长。
24补充知识：攀移、交滑移只有在较高温度下，原子才会移动到新的位置，因此攀移和交滑移一般是在高温下进行的位错运动。螺形位错的交滑移过程
25晶界滑移前后对比补充知识：晶界滑移晶界迁移？
26组织超塑性变形机理：扩散蠕变机理位错蠕变机理伴随扩散蠕变的晶界滑移机理伴随位错运动的晶界滑移机理“心层-表层”机理晶粒转出机理
27扩散蠕变机理包括体扩散蠕变机理、晶界扩散蠕变机理，以及以上两种共同作用。不足之处：（1）计算出的m值等于1；（2）根据此机理，晶粒是拉长的。位错蠕变机理螺型位错交滑移机理；刃型位错体扩散控制的攀移。应变速率主要由攀移及交滑移的速度控制。
28伴随扩散蠕变的晶界滑移机理特点：晶界滑移为主，扩散为辅；晶粒保持等轴；m＜1未能体现位错运动的作用
29伴随位错蠕变的晶界滑移机理含阻碍晶粒的晶界滑移模型不含阻碍晶粒的模型含阻碍晶粒，位错沿阻碍晶粒晶界运动的晶界滑移模型
30“心部-表层”机理晶粒转出机理属于三维晶粒转出模型，是扩散蠕变晶界滑移的补充，考虑到晶粒转动已经下一层面晶粒转中填充空隙。把晶粒分成内部不变形的心部和外部发生流变的表层。即位错产生和运动仅限于晶界上和晶界附近。
31§2.4超塑性成形在塑性加工中的应用气胀成形超塑性拉延超塑性等温模锻
32超塑性气压胀形过程示意图超塑性成形步骤：材料的超塑性理论研究；超塑性材料制备；工艺研究；工艺参数优化；模具设计；试制等。钛合金球形件气胀成形视频
33总结与回顾1、超塑性概念材料、特定条件、异常高的塑性指标2、超塑性分类及各自特点3、超塑性成形的特点4、超塑性流动应力本构方程、m的物理意义5、组织超塑性变形机制作业请同学自己查找一种超塑性材料，下节课请1—2位同学采用PPT形式向大家分享这种材料的超塑性变形机制、实现超塑性的条件等。
