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目录 1

第一章 概论 1

引言 1

1.1金属超塑性的概念 3

1.1.1大延伸 4

1.1.2无缩颈 6

1.1.3小应力 8

1.1.4易成形 10

1.2超塑性的分类 12

第二章 金属超塑性的力学特性 15

2.1超塑性拉伸变形特性 15

2.2超塑性变形的状态方程 16

2.3应力与应变速率的关系——超塑变形的S特性曲线 19

2.4应变速率敏感性指数m 22

2.4.1m与拉伸试样截面变化的关系 22

2.4.2m值与均匀变形的关系 23

2.4.3m值的测量方法 25

2.4.4m值和延伸率δ的关系 28

2.4.5m值与不均匀变形 32

2.5典型超塑性合金（Zn-22％A1）的变形行为 33

2.6超塑性变形与蠕变 39

第三章 超塑性的影响因素 44

3.1变形速度对有关参数的影响 44

3.1.1应变速率对m的影响 46

3.1.2应变速率对第Ⅱ区有关参数的影响 48

3.1.3关于黑色金属的σ,m与？的关系曲线 50

3.2变形温度的影响 52

3.2.1温度对σ,m及δ的影响 53

3.2.2温度对σ-？及m-？曲线形态的影响 56

3.3晶粒度的影响 59

3.3.1晶粒度对σ、m、？相互关系的影响 61

3.3.2σ、？、d之间的计算关系 64

3.3.3晶粒度影响变形参数的原因 66

3.4两相组织的影响 69

3.5应变量对m值的影响 70

3.6内应力的影响 72

3.7应变硬化及应变软化 74

3.7.1应变硬化 74

3.7.2应变软化 76

3.8晶粒分布的影响 80

3.9其他影响因素 82

第四章 超塑合金（一）有色金属及合金的超塑性 83

4.1Zn-Al合金 86

4.1.1Zn-Al合金的化学成分与超塑性的关系 87

4.1.2Zn-Al共析型合金的转变 89

4.1.3合金元素的影响 96

4.1.4Zn-22％Al合金的制备及超塑性获得的方法 98

4.1.5Zn-22％Al合金的拉伸试验 99

4.1.6Zn-22％Al合金的强化处理 103

4.1.7Zn-22％Al合金的时效 105

4.1.8Zn-Al合金的机械性能 112

4.2铝基合金 116

4.2.1Al-Mg-Si系合金 118

4.2.2Al-Mg系合金 119

4.2.3Al-Si系合金 120

4.2.4Al-Ca和Al-Zn-Ca系合金 122

4.2.5Al-Cu系合金 125

4.2.6Al-Cu-Zr系合金 128

4.2.7Al-Zn-Mg系合金 138

4.2.8Al-Zn-Mg-Cu系合金 143

4.3铜基合金 147

4.4钛基合金 149

第五章 超塑合金（二）黑色金属及合金的超塑性 154

5.1Fe-C合金的超塑性 155

5.1.1普通碳素钢的超塑性 155

5.1.2超高碳钢的超塑性 160

5.2低合金钢的超塑性 167

5.2.1几种低合金钢的超塑性 170

5.2.2低合金高碳铬钢的超塑性 173

52.3Fe-Cr,Fe-Ni合金的超塑性 186

5.3不锈钢的超塑性 188

531IN744合金的超塑性 189

5.3.22Cr13及3Cr13钢的超塑性 193

5.4钢材获得细晶粒的几个途径 193

5.4.1冶金学方法 193

5.4.2压力加工方法 195

5.4.3热处理方法 196

第六章 显微组织特征和变形机理 197

6.1原始金相组织 197

6.2变形过程中的组织变化 199

6.2.1晶粒长大 199

6.2.2晶粒边界圆弧化 200

623动态再结晶 201

6.2.4晶界折皱带 202

6.2.5晶粒的滑动，转动和换位 203

6.3超塑变形机制的几种理论 207

6.3.1扩散蠕变机制 208

6.3.2扩散流动机制——Ashby-Verrall模型 209

6.3.3位错蠕变机制 212

6.3.4晶界变形模型 213

6.3.5晶粒转出模型 214

第七章 相变超塑性 216

7.1相变超塑性的概念 216

7.1.1相变超塑性的现象 216

7.1.2相变超塑性的特点 217

7.2相变超塑性的变形特性 218

7.2.1循环加热时的尺寸变化 218

7.2.2一次温度循环的应变 220

7.2.3应力－应变曲线 223

7.2.4相变超塑性变形时的应变速率 225

7.2.5相变超塑性流动特性曲线 227

7.2.6加热应变与冷却应变 231

7.3.1GCr15钢的相变超塑性 234

7.3几种材料的相变超塑性 234

7.3.2纯铁和碳钢的相变超塑性 235

7.3.3马氏体转变时的超塑性 240

7.3.4相变超塑性对组织变化的影响 241

7.3.5相变超塑性的变形机制 247

7.4相变诱发塑性（TRIP现象） 249

7.4.1诱发马氏体转变 249

7.4.2相变诱发塑性（TRIP）的特征 252

7.4.3TRIP现象的应变硬化 255

7.4.4伴随马氏体转变的应变硬化计算公式 256

7.4.5TRIP的影响因素 258

7.5其他类型动的超塑性 263

第八章 金属超塑性的应用 265

8.1压力加工方面的应用 265

8.1.1压力加工的基本条件 266

81.2变形抗力与变形速度的关系 268

8.1.3m值在压力加工中的作用 270

8.1.4挤压加工和锻造 272

8.1.5气压成形 278

8.1.6几种气压成形装置 280

8.1.7成形实例 284

8.1.8超塑性成形与扩散连结 284

8.1.9无模拉拔 287

8.2相变超塑性在热处理方面的应用 289

8.2.1应用相变超塑性改善材质 289

8.2.2相变超塑性在表面热处理方面的应用 292

8.3相变超塑性在焊接方面的应用 293

8.3.1相变超塑性焊接（TSW）的工艺条件 294

8.3.2相变超塑性焊接的实例 295

8.4相变超塑性在切削与切断加工方面的应用 299

8.5TRIP的应用 299

结语 302

附表1超塑合金一览表 303

附表2单位换算表 312

参考文献 314