Сверхпластичность - Superplasticity

В материаловедение, сверхпластичность это состояние, в котором твердый кристаллический Материал деформируется значительно выше своего обычного предела разрушения, обычно более 600% во время деформации растяжения. Такое состояние обычно достигается при высокой гомологичная температура. Примерами сверхпластичных материалов являются некоторые мелкозернистые металлы и керамика. Другие некристаллические материалы (аморфные), такие как кварцевое стекло («расплавленное стекло») и полимеры, также деформируются аналогичным образом, но не называются сверхпластичными, поскольку они не являются кристаллическими; скорее их деформация часто описывается как Ньютоновская жидкость. Сверхпластически деформированный материал становится тоньше очень равномерно, а не образует «шейку» (локальное сужение), которая приводит к разрушению.^[1] Кроме того, подавляется образование микропустот, что является еще одной причиной раннего перелома.^{[нужна цитата ]}

В металлах и керамике требования к сверхпластичности включают мелкий размер зерна (менее примерно 20 микрометров) и мелкую дисперсию термически стабильных частиц, которые действуют на границы зерен и поддерживают мелкозернистую структуру при высоких температурах и наличие. двух фаз, необходимых для сверхпластической деформации. Те материалы, которые соответствуют этим параметрам, должны все же иметь чувствительность к скорости деформации (измерение того, как напряжение на материале реагирует на изменения скорости деформации)> 0,3, чтобы считаться сверхпластичными.

Механизмы сверхпластичности металлов все еще обсуждаются - многие считают, что они основаны на атомных распространение и скольжение зерен друг за другом. Кроме того, когда металлы вращаются вокруг их фаза трансформации, возникают внутренние напряжения и развивается сверхпластическое поведение. В последнее время высокотемпературное сверхпластическое поведение наблюдалось также в алюминиды железа с крупнозернистой структурой. Утверждается, что это связано с восстановлением и динамической рекристаллизацией.^[2]

Преимущества сверхпластической формовки

Этот процесс предлагает ряд важных преимуществ как с точки зрения дизайна, так и с точки зрения производства. Начнем с того, что есть возможность формировать компоненты с двойной кривизной и гладкими контурами из одного листа за одну операцию, с исключительной точностью размеров и чистотой поверхности, без «пружинящего возврата», связанного с холодное формование техники. Поскольку используются только инструменты с одной поверхностью, время выполнения заказа невелико, а создание прототипа выполняется быстро и легко, поскольку листы сплав толщину можно проверить на том же инструменте.

Техника формовки

В настоящее время используются три метода формования для использования этих преимуществ. Выбор метода зависит от конструкции и критериев производительности, таких как размер, форма и сплав характеристики.

Формирование полости

Заготовку с графитовым покрытием помещают в обогреваемый гидравлический Нажмите. Давление воздуха затем используется для принуждения листа к тесному контакту с формой. Вначале заготовка входит в контакт с полостью матрицы, препятствуя процессу формования из-за границы раздела заготовка / матрица. трение. Таким образом, контактные площадки разделяют единственную выпуклость на несколько выпуклостей, которые подвергаются процессу свободного выпуклости. Данная процедура позволяет изготавливать детали с относительно точными внешними контурами. Этот процесс формования подходит для изготовления деталей с гладкими выпуклыми поверхностями.

Образование пузырей

Заготовку с графитовым покрытием зажимают над «лотком», содержащим нагретую охватываемую форму. Давление воздуха заставляет металл плотно прилегать к форме. Разница между этим процессом и процессом формования охватывающей формы состоит в том, что форма, как указано, является охватываемой, и металл прижимается к выступающей форме. Для матрицы, образующей матрицу, используется матрица, и металл вдавливается в полость.^{[нужна цитата ]}Инструмент состоит из двух напорных камер и линейно перемещаемого контрпункера. Как и в технологии формирования полости, в начале процесса жестко зажатая заготовка раздувается давлением газа.^{[нужна цитата ]}

Вторая фаза процесса включает в себя формирование материала на поверхности пуансона путем приложения давления против предыдущего направления формования. Из-за лучшего использования материала, обусловленного условиями процесса, можно использовать заготовки с меньшей начальной толщиной по сравнению с формованием полости. Таким образом, технология образования пузырей особенно подходит для деталей с большой глубиной формования.^{[нужна цитата ]}

Формирование диафрагмы

Заготовку с графитовым покрытием помещают в обогреваемый Нажмите. Давление воздуха используется, чтобы заставить металл в форму пузыря до того, как охватываемая пресс-форма будет вдавлена ​​в нижнюю часть пузыря, чтобы произвести первое впечатление. Затем давление воздуха используется с другого направления для окончательной формовки металла вокруг охватываемой формы. Этот процесс имеет длительное время цикла, потому что сверхпластичный напряжение ставки низкие. Продукт также страдает плохими характеристиками ползучести из-за малого размера зерна, а в некоторых сплавах может быть кавитационная пористость. Однако текстура поверхности в целом хорошая. При использовании специального инструмента штампы и станки являются дорогостоящими. Основное преимущество процесса состоит в том, что с его помощью можно производить большие сложные компоненты за одну операцию. Это может быть полезно для снижения массы и исключения необходимости сборочных работ, что является особым преимуществом для аэрокосмической продукции. Например, метод формирования диафрагмы (DFM) может использоваться для снижения напряжения течения при растяжении, возникающего в определенных сплав матричный композит во время деформация.

Алюминий и сплавы на основе алюминия

Суперпластически сформированный (SPF) алюминий Сплавы обладают способностью без разрушения растягиваться в несколько раз по сравнению с их первоначальным размером при нагревании до температуры от 470 до 520 ° C. Эти разбавленные сплавы, содержащие цирконий, позже известные под торговым названием SUPRAL, были подвергнуты холодной деформации листу и динамически кристаллизовались до мелкого стабильного размера зерна, обычно 4–5 мкм, на начальных этапах горячей деформации. Кроме того, сверхпластическое формование - это технология обработки формы сетки, которая резко снижает затраты на изготовление и сборку за счет уменьшения количества деталей и требований к сборке. Ожидалось, что использование технологии SPF позволит снизить производственные затраты на 50% для многих узлов самолета, таких как узлы носового обтекателя и носового ствола. Другие побочные эффекты включают снижение веса, устранение тысяч крепежных элементов, устранение сложных особенностей и значительное сокращение количества деталей. Прорыв в области сверхпластичных сплавов Al-Cu был сделан Стоуэллом, Уоттсом и Граймсом в 1969 году, когда первый из нескольких разбавленных алюминиевых сплавов (Al-6% Cu-0,5% Zr) стал сверхпластичным с введением относительно высоких уровней циркония в решение с использованием специализированных Кастинг методы и последующая электрическая обработка для создания чрезвычайно тонкого ZrAl₃ выпадает в осадок.

Товарные сплавы

Некоторые коммерческие сплавы прошли термомеханическую обработку для получения сверхпластичности. Основные усилия были направлены на сплавы серии Al 7000, сплавы Al-Li, композиты с металлической матрицей на основе алюминия и механически легированные материалы.

Композиты из алюминиевого сплава

Алюминиевый сплав и его композиты находят широкое применение в автомобильной промышленности. При комнатной температуре композиты обычно имеют более высокую прочность по сравнению с их составным сплавом. При высокой температуре алюминиевый сплав, усиленный частицами или нитевидными кристаллами, такими как SiO.₂, Si₃N₄, а SiC может иметь относительное удлинение при растяжении более 700%. Композиты часто изготавливаются порошковая металлургия для обеспечения мелкого размера зерна и хорошего распределения арматуры.^[3] Размер зерна, который позволяет достичь оптимальной сверхпластической деформации, обычно составляет 0,5 ~ 1 мкм, что меньше, чем требуется для обычной сверхпластичности. Как и в случае с другими сверхпластичными материалами, чувствительность к скорости деформации m больше 0,3, что указывает на хорошее сопротивление явлению локального образования шейки. Некоторые композиты из алюминиевых сплавов, такие как серии 6061 и 2024, показали сверхпластичность с высокой скоростью деформации, которая происходит в режиме гораздо более высокой скорости деформации, чем другие сверхпластические материалы.^[4] Это свойство делает композиты из алюминиевого сплава потенциально подходящими для сверхпластической формовки, поскольку весь процесс может быть выполнен за короткое время, что позволяет экономить время и энергию.

Механизм деформации композитов из алюминиевых сплавов

Наиболее распространенным механизмом деформации композитов из алюминиевых сплавов является зернограничное скольжение (GBS), который часто сопровождается диффузией атома / дислокации для компенсации деформации.^[5] Модель механизма GBS предсказывает чувствительность к скорости деформации 0,3, что согласуется с большинством сверхпластичных композитов из алюминиевых сплавов. Скольжение по границам зерен требует вращения или миграции очень мелких зерен при относительно высокой температуре. Таким образом, уменьшение размера зерна и предотвращение роста зерна при высокой температуре имеют большое значение.

Считается, что очень высокая температура (близкая к температуре плавления) связана с другим механизмом - межфазным скольжением. Потому что при высоких температурах в матрице появляются частичные жидкости. Вязкость жидкости играет основную роль, чтобы компенсировать скольжение соседних границ зерен. Кавитация и концентрация напряжений, вызванные добавлением армирующих элементов второй фазы, подавляются потоком жидкой фазы. Однако слишком много жидкости приводит к образованию пустот, что ухудшает стабильность материалов. Таким образом, температура, близкая к начальной точке плавления, но не превышающая ее, часто является оптимальной температурой. Частичное плавление могло привести к образованию нитей на поверхности излома, что можно наблюдать при растровый электронный микроскоп.^[6] Морфология и химия армирования также влияют на сверхпластичность некоторых композитов. Но пока не предложено единого критерия для прогнозирования их влияния.^[7]

Способы улучшения сверхпластичности

Было предложено несколько способов оптимизации сверхпластической деформации композитов из алюминиевых сплавов, которые также характерны для других материалов:

1. Хорошее рассеивание арматуры. Это также важно для работы при комнатной температуре.
2. Уточните размер зерна матрицы. Доработка создает больше зерен, которые могут скользить друг по другу при высокой температуре, облегчая механизм скольжения по границам зерен. Это также подразумевает более высокую оптимальную скорость деформации. Тенденция к увеличению скорости деформации наблюдается в материалах с более мелкими зернами. Сообщается, что сильная пластическая деформация, такая как равноканальное угловое прессование, позволяет получать ультрамелкозернистые материалы.^[8]
3. Правильно подобрав температуру и скорость деформации. Некоторые композиты необходимо нагреть до точки плавления, что может иметь противоположный эффект для других композитов.

Титан и сплавы на его основе

в аэрокосмический промышленности титановые сплавы, такие как Ti – 6Al – 4V, находят широкое применение в аэрокосмической промышленности не только из-за их специфических высоких температура прочности, но еще и потому, что большое количество этих сплавов демонстрируют сверхпластические свойства. Термоформование сверхпластичных листов было определено как стандартный технологический процесс для производства сложных форм, особенно и поддающихся сверхпластическому формованию (SPF). Однако в эти сплавы добавление ванадия делает их значительно дорогими, и поэтому существует потребность в разработке сверхпластичных титановых сплавов с более дешевыми легирующими добавками. Сплав Ti-Al-Mn мог бы быть таким кандидатным материалом. Этот сплав показывает значительную пост-однородную деформацию при температуре окружающей среды и близких к ней температурах.

Сплав Ti-Al-Mn (ОТ4-1)

Сплав Ti-Al-Mn (OT4-1) в настоящее время используется для компонентов авиационных двигателей, а также для других аэрокосмических применений, формируя его по обычному маршруту, который обычно требует затрат, трудозатрат и оборудования. Сплав Ti-Al-Mn является материалом-кандидатом для использования в аэрокосмической отрасли. Однако информации о его свойствах сверхпластичного формования практически нет или практически нет. В этом исследовании было изучено высокотемпературное сверхпластическое образование выпуклостей сплава и продемонстрированы возможности сверхпластического формования.

Выпуклый процесс

Выдувание металлических листов под давлением газа стало важным методом формования. По мере развития процесса выпучивания становится очевидным значительное истончение листового материала. Было проведено множество исследований, чтобы получить высоту купола относительно времени формования, полезную для разработчика технологического процесса для выбора начальной толщины заготовки, а также неравномерного утонения купола после формования.

Пример использования

Ti-Al-Mn (ОТ4-1) сплав выпускался в виде холоднокатаного листа толщиной 1 мм. Химический состав сплава. Для формирования сверхпластической выпуклости полусферы использовался 35-тонный гидравлический пресс. Была изготовлена ​​и собрана пресс-форма с системой трубопроводов, позволяющей не только промывать пресс-форму инертным газом перед формовкой, но и формовать компоненты в обратном направлении. давление, если нужно. Принципиальная схема установки сверхпластической формовки, используемой для формовки выпуклостей, со всеми необходимыми приспособлениями и фотографиями верхней (слева) и нижней (справа) матрицы для SPF.

Круглый лист (заготовка) диаметром 118 мм был вырезан из листа сплава, и поверхности среза отполированы для удаления заусенцев. Заготовку помещали на матрицу и приводили в контакт верхнюю камеру. Печь была включена на заданную температуру. Как только заданная температура была достигнута, верхняя камера опускалась ниже, чтобы обеспечить необходимое давление в держателе заготовки. На установление теплового равновесия давали около 10 минут. Баллон с аргоном постепенно открывали до заданного давления. Одновременно линейно-регулируемый дифференциальный трансформатор (LVDT), установленный в нижней части матрицы, был установлен для регистрации выпуклости листа. Как только LVDT достигнет 45 мм (радиус нижней матрицы), давление газа прекратили и печь выключили. Сформованные компоненты вынимали, когда температура штампа упала до 600 ° C. На этом этапе можно было легко удалить компонент. Формирование сверхпластических выпуклостей полушарий проводилось при температуры 1098, 1123, 1148, 1173, 1198 и 1223 K (825, 850, 875, 900, 925 и 950 ° C) при давлениях формования 0,2, 0,4, 0,6 и 0,87 МПа. По мере продвижения процесса образования выпуклостей становится очевидным значительное истончение листового материала. Ультразвуковой метод был использован для измерения распределения толщины на профиле формованного компонента. Компоненты были проанализированы с точки зрения распределения толщины, деформации толщины и коэффициента утонения. Были проведены микроструктурные исследования после деформации сформированных компонентов с целью анализа микроструктуры с точки зрения роста зерен, удлинения зерен, кавитации и т. Д.

Результаты и обсуждения

Микроструктура полученного материала с двумерным размером зерна 14 мкм показана на фиг. 8. Размер зерна был определен с использованием метода линейного пересечения как в продольном, так и в поперечном направлениях прокатанного листа.

Успешное сверхпластическое формование полусфер проводилось при температурах 1098, 1123, 1148, 1173, 1198 и 1223 К и давлениях газообразного аргона 0,2, 0,4, 0,6 и 0,8 МПа. На полное формирование полушарий было дано максимальное время 250 минут. Это время отключения в 250 минут было дано по практическим соображениям. На рис. 9 представлена ​​фотография заготовки (образца) и компонента, образованного выпуклостью (температура 1123 К и давление формовочного газа 0,6 МПа).

Время формования успешно сформированных компонентов при различных температурах и давлениях формования. По ходу LVDT, установленного в нижней части матрицы (который измерял высоту / глубину выпуклости), была получена оценка скорости формования. Было видно, что скорость формования изначально была быстрой и постепенно снижалась для всех диапазонов температуры и давления, как указано в таблице 2. При определенной температуре время формования сокращалось по мере увеличения давления формования. Точно так же при заданном давлении формования время формования уменьшалось с увеличением температуры.

Толщина профиля выпуклости измерялась в 7 точках, включая периферию (основание) и полюс. Эти точки были выбраны, принимая линию между центром полусферы и базовой точкой в ​​качестве эталона и компенсации на 15 ° до тех пор, пока не достигали точка полюса. Следовательно, точки 1, 2, 3, 4 и 5 образуют угол 15 °, 30 °, 45 °, 60 ° и 75 ° соответственно с основанием полусферы, как показано на рис. 10. Толщина измерялась в каждой точке. этих точек на профиле выпуклости с помощью ультразвуковой техники. Значения толщины для каждого из успешно сформированных полусферических компонентов.

На рис. 11 показана толщина полюса полностью сформированных полусфер как функция давления формования при различных температурах. При определенной температуре толщина полюса уменьшалась по мере увеличения давления формования. Для всех исследованных случаев толщина полюса лежала в диапазоне примерно 0,3–0,4 мм от первоначальной толщины заготовки в 1 мм.

Толщина деформации, ln (S / S₀), где S - локальная толщина, а S₀ - начальная толщина, была рассчитана в разных местах для всех успешно сформированных компонентов. Для определенного давления деформация толщины уменьшалась по мере увеличения температуры формования. На рис.12 показана деформация толщины ln (S / S₀) в зависимости от положения вдоль поперечного сечения купола в случае детали, сформированной при 1123 К и давлении формования 0,6 МПа.

Постформованная микроструктура показала, что не было значительного изменения размера зерна. На рис. 13 показана микроструктура компонента, образованного выпуклостью, у основания и полюса для компонента, сформированного при температуре 1148 K и образующего давление 0,6 МПа. Эти микроструктуры не показывают значительного изменения размера зерна.

Вывод

Изучены свойства высокотемпературной деформации и способность сплава Ti-Al-Mn к сверхпластической формовке. Успешное формование полусфер диаметром 90 мм сверхпластическим способом осуществлялось в диапазоне температур от 1098 до 1223 К и давлении формования от 0,2 до 0,8 МПа. Можно сделать следующие выводы:

1. Время формования резко уменьшалось при увеличении давления или температуры газа. Скорость формирования изначально была высокой, но со временем постепенно снижалась.
2. При определенной температуре толщина полюса уменьшалась по мере увеличения давления формования. Для всех исследованных случаев толщина полюса находилась в диапазоне примерно от 0,3 до 0,4 мм от исходной толщины заготовки 1,0 мм.
3. Фактор утонения и деформация толщины увеличивались при перемещении от периферии к полюсу. Постформированные микроструктуры не показывают значительного изменения размера зерна.

Железо и сталь

В основном на неквалифицированных материалах, таких как аустенитный стали сплава Fe-Mn-Al, некоторые специфические параметры материала которого тесно связаны с микроструктурными механизмами. Эти параметры используются как индикаторы сверхпластической потенциальности материала. Материал был подвергнут испытанию на растяжение в горячем состоянии в диапазоне температур от 600 ° C до 1000 ° C и скорости деформации от 10-6 до 1 с-1. Параметр чувствительности к скорости деформации (m) и наблюдаемое максимальное удлинение до разрыва (εr) можно было определить, а также получить из испытания на растяжение в горячем состоянии.

Fe со сплавами Mn и Al

Эксперименты показали возможность сверхпластического поведения в Fe-Mn-Al сплав в диапазоне температур от 700 ° C до 900 ° C с размером зерна около 3 мкм (размер зерна 12 по ASTM) и средней чувствительностью к скорости деформации m ~ 0,54, а также с максимальным удлинением при разрыве около 600%.

Fe со сплавами Al и Ti

Сверхпластическое поведение Fe-28Al, Fe-28Al-2Ti и Fe-28Al-4Ti сплавы был исследован с помощью испытаний на растяжение, оптической микроскопии и просвечивающей электронной микроскопии. Испытания на растяжение проводились при 700–900 ° C в диапазоне скоростей деформации около 10⁻⁵ до 10⁻²/ с. Максимальный индекс чувствительности к скорости деформации m оказался равным 0,5, а максимальное удлинение достигло 620%. В сплавах Fe3Al и Fe Al с размером зерна от 100 до 600 мкм проявляются все деформационные характеристики обычных сверхпластичных сплавов с мелким размером зерна.

Однако сверхпластическое поведение обнаружено у крупнозернистых алюминиды железа без обычных требований для сверхпластичности мелкого размера зерна и зернограничного скольжения. Металлографические исследования показали, что средний размер зерна крупнозернистых алюминидов железа уменьшается при сверхпластической деформации.

Керамика

Свойства керамики

Свойства керамических материалов, как и всех других материалов, продиктованы типами присутствующих атомов, типами связей между атомами и тем, как атомы упакованы вместе. Это известно как структура атомного масштаба. Большинство керамических изделий состоит из двух или более элементов. Это называется составом. Например, оксид алюминия (Al₂О₃), представляет собой соединение, состоящее из алюминий атомы и кислород атомы.

Атомы в керамических материалах удерживаются вместе химической связью. Две наиболее распространенные химические связи для керамических материалов - ковалентные и ионные. Для металлов химическая связь называется металлической связью. Связь атомов друг с другом намного сильнее при ковалентной и ионной связи, чем при металлической. Поэтому, вообще говоря, металлы пластичны, а керамика хрупка. Благодаря широкому диапазону свойств керамических материалов они находят широкое применение. В общем, большинство керамических изделий:

• жесткий
• износостойкий
• хрупкий
• огнеупорный
• теплоизоляторы
• электрический изолятор
• немагнитный
• стойкий к окислению
• склонен к тепловому удару
• хорошая химическая стабильность

Сверхпластичность при высоких скоростях деформации наблюдалась в алюминий сплавы на основе магния и магния. Но для керамика Для большинства оксидов и нитридов сверхпластическая деформация была ограничена низкими скоростями деформации с наличием полостей, ведущих к преждевременному разрушению. Здесь мы показываем, что композитный керамический материал, состоящий из тетрагонального оксида циркония, спинномозговых алюминатов магния и фазы альфа-оксида алюминия, проявляет сверхпластичность при скоростях деформации до 1,0 с.⁻¹. Композит также демонстрирует большое удлинение при растяжении, превышающее 1050%, или скорость деформации 0,4 с.⁻¹.Сверхпластические металлы и керамика обладают способностью деформироваться более чем на 100% без разрушения, что позволяет формировать сетчатую форму при высоких температурах. Эти интригующие материалы деформируются в первую очередь за счет скольжения по границам зерен, процесса, ускоряющегося с мелкими зернами. Однако большая часть керамики, которая начинается с мелкого размера зерна, испытывает быстрый рост зерна во время высокотемпературной деформации, что делает их непригодными для расширенного сверхпластического формования. Можно ограничить рост зерна, используя небольшую вторую фазу (стабилизацию стабилизации) или создавая керамику с тремя фазами, где контакт зерна с зерном одной и той же фазы минимален. Исследование мелкозернистого трехфазного глинозема-муллита (3Al₂О₃• 2SiO₂) -оксида циркония с примерно равными объемными долями трех фаз демонстрирует, что скорость сверхпластической деформации достигает 10⁻²/ сек при 1500 ° C. Эти высокие скорости деформации приводят к керамика сверхпластическое формование в сферу коммерческой осуществимости.

Кавитации

Сверхпластическое формование будет работать только в том случае, если кавитации не возникают во время зернограничного скольжения, и эти кавитации оставляют либо диффузионную аккомодацию, либо образование дислокаций в качестве механизмов для компенсации зернограничного скольжения. Прилагаемые напряжения во время сверхпластической формовки керамики являются умеренными, обычно 20–50 МПа, обычно недостаточно высокими для образования дислокаций в монокристаллах, поэтому это должно исключать аккомодацию дислокаций. Однако будут выявлены некоторые необычные и уникальные особенности этой трехфазной сверхпластичной керамики, указывающие на то, что сверхпластичная керамика может иметь гораздо больше общего с металлами, чем считалось ранее.

Тетрагональный поликристаллический диоксид циркония, стабилизированный иттрием

Оксид иттрия используется в качестве стабилизатора. Этот материал имеет преимущественно тетрагональную структуру. Y-TZP имеет самую высокую прочность на изгиб из всех материалов на основе диоксида циркония. Мелкозернистый Y-TZP подходит для использования в режущих инструментах, где может быть получена очень острая кромка и сохраняется ее высокая износостойкость. Считается, что это первая настоящая поликристаллическая керамика, обладающая сверхпластичностью с 3 мол.% Y-TZP (3Y-TZP), которая в настоящее время считается модельной керамической системой. Мелкий размер приводит к очень плотной, непористая керамика с отличной механической прочностью, стойкостью к коррозии, ударам стойкость, термостойкость и очень низкая теплопроводность. Благодаря своим характеристикам Y-TZP используется в быстроизнашивающихся деталях, режущие инструменты и тепловой барьер покрытия.

Размером с зернышко

На сверхпластические свойства 3Y-TZP сильно влияет размер зерна, как показано на рис. удлинение до разрушения уменьшается, а текучесть увеличивается, а размер зерна увеличивается. Было проведено исследование зависимости напряжение течения от размера зерна результат - вкратце - показывает, что напряжение течения приблизительно зависит от зерно размер в квадрате:

${\displaystyle \sigma \propto d^{2}\,}$

Где:

${\displaystyle \sigma \,}$ напряжение течения.

d - мгновенный размер зерна.

Глинозем (Al₂О₃)

Оксид алюминия, вероятно, является одной из наиболее широко используемых конструкционных керамик, но сверхпластичность оксида алюминия трудно получить из-за быстрого роста анизотропных зерен во время высокотемпературной деформации. -зерно Al₂О₃ .Показано, что размер зерна Al₂О₃ содержащий 500 ppm MgO, может быть дополнительно очищен путем добавления различных легирующих добавок, таких как Cr₂О₃, Y₂О₃, и TiO₂. Размер зерен около 0,66 мкм был получен при концентрации Y 500 ppm.₂₃-допированный Al₂О₃. В результате такого мелкого размера зерна Al₂О₃ показывает относительное удлинение до разрыва 65% при 1450 ° C и приложенном напряжении 20 МПа.^[9]

Смотрите также

• Сверхпластическая формовка
• Осколочно-фугасная противотанковая боевая часть

Рекомендации

1. Г. Э. Дитер, Механическая металлургия, третье издание, McGraw-Hill Inc., 1986, стр. 299–301 и 452–453, ISBN  0-07-016893-8.
2. Шарма, Гарима; Кишор, Р .; Сундарараман, М .; Рамануджан, Р.В. (15 марта 2006 г.). «Исследования сверхпластической деформации в интерметаллическом сплаве Fe-28Al-3Cr». Материаловедение и инженерия: A. 419 (1–2): 144–147. Дои:10.1016 / j.msea.2005.12.015.
3. Mishra, R.S .; Bieler, T.R .; Мукерджи, А. (Март 1995 г.). «Сверхпластичность в алюминиевых сплавах и композитах порошковой металлургии». Acta Metallurgica et Materialia. 43 (3): 877–891. Дои:10.1016 / 0956-7151 (94) 00323-а. ISSN  0956-7151.
4. Horita, Z; Фурукава, М; Немото, М; Барнс, А.Дж .; Лэнгдон, Т.Г. (сентябрь 2000 г.). «Сверхпластическое формование при высоких скоростях деформации после сильной пластической деформации». Acta Materialia. 48 (14): 3633–3640. Дои:10.1016 / с 1359-6454 (00) 00182-8. ISSN  1359-6454.
5. Nieh, T. G .; Wadsworth, J .; Шерби, О. Д. (1997). Сверхпластичность в металлах и керамике. Кембридж: Издательство Кембриджского университета. Дои:10.1017 / cbo9780511525230. ISBN  9780511525230.
6. Ceschini, L (2002). «Сверхпластичность при высоких скоростях деформации в композитах с алюминиевой матрицей». Журнал материалов: дизайн и применение.
7. Nieh, T.G .; Уодсворт, Дж. (Ноябрь 1991 г.). «Высокоскоростная сверхпластичность в композитах с алюминиевой матрицей». Материаловедение и инженерия: A. 147 (2): 129–142. Дои:10.1016 / 0921-5093 (91) 90839-ф. ISSN  0921-5093.
8. Xu, C .; Furukawa, M .; Horita, Z .; Лэнгдон, Т. (2003-05-16). «Достижение способности к сверхпластическому формованию за счет сильной пластической деформации». Передовые инженерные материалы. 5 (5): 359–364. Дои:10.1002 / adem.200310075. ISSN  1438-1656.
9. Т. Г. Ние, Дж. Уодсворт и О. Д. Шерби (1997). Сверхпластичность в металлах и керамике. Издательство Кембриджского университета. С. 240–246. ISBN  978-0-521-56105-1.

Библиография

• Агарвал, Сумит (2006). Оценка и прогнозирование отклика материала во время сверхпластического формования при различных скоростях деформации (Кандидатская диссертация). Брауновский университет. OCLC  549697889.
• . Сверхпластичность: Металлургический обзор доктора Р. Х. Джонсона, № 146, сентябрь 1970 г. Институт металлов, Лондон, Великобритания