等温锻造与超塑锻造的特点

hammer

一、等温锻造的基本特点
与常规锻造方法不同:
第一， 等温锻造速度较低， 为防止毛坯的温度降低， 等温锻造时， 模具和坯料要保持在相同的恒定温度下， 这一温度是介于冷锻温度和热锻温度之间的一个中间温度， 对某些材料而言， 等于热锻温度。
第二， 考虑到材料在等温锻造时具有一定的粘性， 即应变速率敏感性， 等温锻造的变形速度较低。在上述两个条件下， 叶片和翼板类零件可以容易地成形。尤其是航空航天工业中应用的钛合金、铝合金零件， 很适合这种工艺。但是， 在钛合金等温锻造温度下， 所用模具材料镍基高温合金有蠕变特性强和高温抗拉强度陡降的特点， 因而，又出现了模具温度稍低于毛坯温度的热模具锻造工艺。


二、超塑锻造的基本特点
超塑性是指材料在拉伸时表现出超高伸长率而不出现缩颈的能力。其要点是在拉伸状态下、无缩颈和超高伸长率， 这就排除了压缩和轧制变形。
超塑性主要分为三类： 组织超塑性、相变超塑性和其他超塑性， 组织超塑性是与材料的晶粒大小密切相关的超塑性， 又称细晶超塑性； 相变超塑性是在相变点附近进行温度循环， 以获得超塑性； 其他超塑性是指用其他特殊条件获得超塑性， 如电致超塑性等。本章主要论述的是组织超塑性， 以后简称超塑性。

获得超塑性的条件主要有三个：
1） 等轴细晶， 晶粒尺寸<10μm， 且在超塑变形过程中保持稳定。
2） 较高的温度（T≥0. 5Tm， Tm 为材料熔点）。
3） 特定的应变速率范围（通常10 -4 ～ 10 -2s -1).

超塑成形的特点如下：
1） 超高的延伸率， 一般塑性金属材料获得200%以上的伸长率称为超塑性， 已经出现伸长率超过10000%的材料。
2） 低的流动应力， 一般比相同温度条件下的常规变形低一个数量级或更低。
3） 优异的流动性和复写性， 呈现粘性流动特点， 可以成形模具上精细的纹路。
超塑成形分为锻造和板材成形两类。超塑锻造和等温锻造的区别在于前者要求材料具有等轴细晶的组织， 而后者并不要求这一条件。共同点是两者均在等温状态下进行。对于某些材料而言， 如TC4 钛合金，由于供货状态具有等轴细晶组织， 它的等温锻造也就是超塑锻造。但是， 大多数材料， 如铝合金、高温合金、镁合金等， 在供货状态并不具有等轴细晶组织，如不经组织细化处理， 其等温锻造和超塑锻造就不同。一般而言， 在不需要超高伸长率的情况下， 细晶化处理是不必要的。因为， 无论是等温锻造还是超塑锻造， 在低于常规锻造很多的载荷下， 可以成形出高质量、高精度的薄壁、薄腹板、高肋的和其他复杂的锻件。