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與一般變形條件相比較，超塑性變形的特點(diǎn)是在非常低的變形抗力下（有時(shí)低過(guò)兩個(gè)數(shù)量級(jí)之多）可使拉伸試驗(yàn)時(shí)的延伸率顯著增加（一至兩個(gè)數(shù)量級(jí)）。超塑性狀態(tài)下，簡(jiǎn)單拉伸的變形特點(diǎn)是均勻變形（無(wú)縮頸產(chǎn)生）的急劇增加。羅贊哈姆，A．IA．包赤瓦爾等人，最早地注意到了這種不一般的變形過(guò)程�，F(xiàn)在對(duì)這種現(xiàn)象的研究非常重視，超塑性狀態(tài)下的變形已進(jìn)入到工業(yè)實(shí)用階段。

已經(jīng)知道，在共晶和共析合金中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)超塑性現(xiàn)象，例如錫、鉛、鉍合金，鋅(78%)鋁(22%)舍金等等。在具有同素異形轉(zhuǎn)變的大口徑不銹鋼管和合金中，于一定條件下，較少發(fā)現(xiàn)超塑性現(xiàn)象，例如鐵，鐵一鎳一鉻一錳合金。同樣，目前也已知，出現(xiàn)超塑性現(xiàn)象的可能性與晶粒尺寸和變形的溫度一速度條件有關(guān)。為了出現(xiàn)超塑性現(xiàn)象，希望晶粒為等軸的，而其尺寸為1 Ad2微米級(jí)別（一般被變形金屬中的晶粒大小為10～100微米級(jí)別）。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果指出，超塑性時(shí)，簡(jiǎn)單拉伸的延伸率超過(guò)1000%，并不引起顯微組織的改變。這點(diǎn)證明，超塑性條件下塑性變形的機(jī)理，顯著地區(qū)別予普通塑性變形的機(jī)理(滑移和孿HHB)。研究結(jié)果指出，在超塑性現(xiàn)象中，起決定作用的是相間附近或晶粒邊界附近進(jìn)行的過(guò)程，而塑性變形主要是通過(guò)晶間變形來(lái)實(shí)現(xiàn)的。同樣也通過(guò)空位和位錯(cuò)的蠕動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。為了使這種變形機(jī)理成為現(xiàn)實(shí)，就完全有必要增大多晶體晶邊界層的勢(shì)能（由于減小晶粒尺寸而增大晶粒的總表面面積）和晶粒結(jié)構(gòu)缺陷（空位，位錯(cuò)等）的能。

當(dāng)冷變形程度超過(guò)50%時(shí)，可使晶粒碎細(xì)。在這樣的變形下，晶粒邊界由于晶粒伸長(zhǎng)而增加了，晶粒邊界的位能，由于在晶粒邊界上位錯(cuò)的聚集而提高了。除此之外，上述冷變形擴(kuò)大了晶粒斷層，因面生成了鑲嵌塊和擴(kuò)大了鑲嵌塊間的方位差別（鑲嵌塊邊界上位錯(cuò)的聚集）。晶粒邊界層勢(shì)能的提高和晶粒尺寸的減少，以及由于加熱使原子可動(dòng)性增加，造成了容易產(chǎn)生晶間變形（微細(xì)的圓晶粒，處于具有非晶結(jié)構(gòu)的相當(dāng)厚的晶間邊層中，容易產(chǎn)生晶粒間相對(duì)滑落和滾越，流動(dòng)的條件類似于黏性液體中混雜有硬塊的流動(dòng)一樣）。

同時(shí)由于顯著冷變形引起的不銹鋼管晶粒本身結(jié)構(gòu)缺陷的增加使得晶粒內(nèi)的類似蠕變現(xiàn)象的擴(kuò)散過(guò)程易于進(jìn)行，使得晶粒形狀向著有利于晶閥變形產(chǎn)生的晶粒形狀方向變化。在一定的高溫下，提高多相合金的晶粒邊昴的可動(dòng)性，將促使晶間變形易于形成（“假液”相的形成，其原因主要是在提高勢(shì)能的晶粒邊界上出現(xiàn)了新相晶核和實(shí)際上增加了晶間包層的厚度）。顯現(xiàn)最明顯的超塑性現(xiàn)象的溫度一般為相轉(zhuǎn)變附近的溫度（同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變或熔化）。

為了保持當(dāng)加熱至超塑性最高效果的溫度時(shí)具有提高了勢(shì)能的細(xì)晶結(jié)構(gòu)，加熱速度應(yīng)當(dāng)是非常之高的（200～3000C／秒）。高速加熱時(shí)再結(jié)晶尤其是集合再結(jié)晶來(lái)不及進(jìn)行，經(jīng)冷變形的金屬結(jié)構(gòu)實(shí)際上沒(méi)發(fā)生變化。除了溫度和金屬結(jié)構(gòu)外，應(yīng)變速度顯著地影響超塑睫效果。通常認(rèn)為，出現(xiàn)超塑性效應(yīng)的最佳應(yīng)變速度，為在該應(yīng)變速度下，硬化過(guò)程速度和硬化解除過(guò)程速度相等。當(dāng)某一適合的應(yīng)變速度e時(shí)產(chǎn)生最大的變形。當(dāng)應(yīng)變速度較大時(shí)，由于不銹鋼硬化極限程度變低（伴隨超塑性而生的過(guò)程被抑制了，其中包括擴(kuò)散）。當(dāng)應(yīng)變速度較低時(shí)，硬化解除過(guò)程占優(yōu)勢(shì)，減少了大口徑不銹鋼管結(jié)構(gòu)的勢(shì)能（再結(jié)晶時(shí)減少了位錯(cuò)的數(shù)量等等），出現(xiàn)了集合再結(jié)晶，增大了晶粒尺寸，因而使晶粒間的滑越變得困難。所有這些造成極限變形的減少和超塑性效應(yīng)的降低。在最佳的應(yīng)變速度e范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)應(yīng)變速度變化對(duì)變形抗力值的最大影響（da／de具有最大值）。正是這點(diǎn)，可用來(lái)解釋超塑性條件下單向拉伸時(shí)，顯著增大均勻變形的原因。

一般條件下均勻變形（產(chǎn)生頸縮以前）是由于硬化而決定的。在硬化條件下，在剛產(chǎn)生頸縮處的變形增長(zhǎng)，由于該處的強(qiáng)烈硬化而中止，變形向試件的其它部位發(fā)展（游走性頸縮）。在超塑性狀態(tài)下，在剛產(chǎn)生頸縮處的變形增長(zhǎng)，同樣被中止，但在這種情況下，變形增長(zhǎng)的申止的產(chǎn)生是由于應(yīng)變速度增加而引起的變形抗力急劇增長(zhǎng)所致。向已經(jīng)知道的一樣，隨變形程度的增加，硬化強(qiáng)度在減弱，這就限制了一般拉伸試驗(yàn)條件下均勻變形的數(shù)值。在超塑性條件下，流動(dòng)應(yīng)力與應(yīng)變速度間的關(guān)系幾乎與變形數(shù)值無(wú)關(guān)，這就造成均勻變形的顯著增加（增加了具有游走性頸縮的變形階段）。如同前邊所指出的一樣，超塑性條件與一般變形條件相比，變形抗力可低兩三個(gè)數(shù)量級(jí)。這點(diǎn)開辟了沖壓加工的新的’可能性，對(duì)于薄板和管狀毛坯，可在相當(dāng)于大氣壓下進(jìn)行變形（真空沖壓）。對(duì)于難變形的和厚壁管料，可處于靜液壓作用之下進(jìn)行沖壓。在超塑性狀態(tài)下可能的板料沖壓下，該零件是在靜液態(tài)作用下于模具中沖壓成形的，材料為錫(63%)一鉛(37%)合金，變形條件為室溫下和變形速度為l0s～10“秒”。對(duì)整體實(shí)心零件模鍛時(shí)和對(duì)難變形低塑性材料模鍛或沖壓時(shí)，可以利用超塑性狀態(tài)。大口徑不銹鋼管http://wdtu.cn/