等温锻造与超塑锻造的材料性能

      采用等温锻造或超塑性锻造，不仅可以成形许多常规金属材料，而且可以成形许多常规变形方法不能加工的低塑性、难变形材料，目前已广泛应用到合金钢、钛合金、铝合金、镁合金、高温合金、金属间化合物、大块非晶、复合材料以及粉末材料的成形加工方面。等温锻造和超塑性锻造工艺规范的确定以材料流动应力低、塑性高、氧化少为原则，并要兼顾到模具材料的承受能力。材料在等温状态下的流动应力受温度、应变和应变速率的影响，既具有应变强化特性，又具有应变速率强化特性。依材料品种、成形温度和应变速率不同，上述两种特性彼此消长，而材料的塑性也同样受上述因素的影响。合理的成形工艺热力规范可以保证材料具有较高的塑性和低的变形抗力，有利于成形过程的稳定进行。不同种类的材料其应力应变曲线具有很大的差异，为了合理地确定其等温锻造和超塑性锻造工艺规范，应对不同材料的等温锻造和超塑性锻造成形性能进行具体分析。

      钛及钛合金由于质量轻、比强度高、耐腐蚀性能突出、高温性能优良， 成为航空航天等领域中非常重要的结构材料。但是，钛合金的冷变形抗力大、回弹严重、塑性不高，冷加工性能差，采用传统方法加工难度很大，其塑性加工通常是在高温下进行的，等温锻造和超塑性锻造是钛合金塑性加工的重要手段。钛合金属于组织结构、应变速率敏感性材料，其力学性能随组织结构和应变速率变化，另外，钛合金的变形抗力随温度的降低是急剧增加的，且比钢铁材料的增加速度要快得多，因此，钛合金对等温锻造和超塑性锻造工艺参数的控制要求较高。

       对于碳钢和合金钢，当温度高于700℃ 时，具有较高的塑性和较低的变形抗力，并且变形抗力随变形程度的变化不大，因此，碳钢和合金钢的变形温度范围是比较宽的，通常采用常规热变形方法进行成形。但是，对于形状复杂的小型零件，采用等温锻造或超塑性锻造，可以减少成形道次，获得高质量零件。

      金属间化合物具有轻质、高温性能优良的特点，适合在高温下长时间工作，是制造先进发动机和燃气轮机耐热构件的理想材料。但是，该合金室温脆性高，变形抗力大，基本不可冷成形，除了铸造和粉末冶金直接成形零件外，等温锻造或超塑锻造是非常合适的近净成形工艺。金属间化合物在等温锻造或超塑性锻造前通常需要经过细晶化处理。

文章来源：热加工论坛