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1 超塑性概论 1

1.1 超塑性定义 1

1.2 超塑性历史与发展现状 1

1.3 超塑性分类 3

1.3.1 恒温超塑性或组织超塑性 3

1.3.2 相变超塑性 4

1.4 超塑性特点 4

1.4.1 宏观力学特性 4

1.4.2 微观组织特征 5

1.5 超塑性特征参数 6

1.5.1 m值或n值 6

1.5.2 Q值 6

1.5.3 p值 8

1.6 超塑性材料与应用 10

参考文献 10

2 超塑性力学行为与组织演变 14

2.1 超塑性力学行为 14

2.1.1 应力-应变曲线 14

2.1.2 应力-应变速率曲线 16

2.1.3 对数应力或应变速率与温度倒数曲线 18

2.1.4 应变速率与晶粒尺寸倒数曲线 18

2.1.5 超塑性三区的划分 18

2.1.6 应变速率敏感性与伸长率的关系 20

2.1.7 Cao相熔点差与伸长率关系模型 22

2.2 超塑性显微组织演变 24

2.2.1 超塑性变形前后的组织 24

2.2.2 轴比与相比例 28

2.2.3 晶界滑动与迁移 32

2.2.4 晶粒转动和晶粒重排 38

2.2.5 位错活动 42

2.3 力学与组织小结 47

2.3.1 力学小结 47

2.3.2 组织小结 47

参考文献 49

3 超塑性变形机理与模型 55

3.1 Ashby-Verrall扩散调节的晶界滑移机理 55

3.1.1 晶粒暂时改变形状产生调节应变的扩散过程 56

3.1.2 界面反应 56

3.1.3 晶界滑移 57

3.1.4 边界面积的波动 57

3.2 Ball-Huchison晶粒组滑移位错调节的晶界滑移机理 61

3.3 Mukherjee晶内位错调节的晶界滑移机理 62

3.4 Gifkins“芯-表”晶界滑移机理 64

3.5 Langdon晶内与晶界位错调节的晶界滑移机理 65

3.6 Gittus双相合金晶界滑移机理 67

3.7 Arieli-Mukherjee位错调节的晶界滑移机理 68

3.8 Cao考虑变形诱发晶粒长大与加速晶界扩散的晶界滑移模型 69

3.8.1 模型 71

3.8.2 应用 72

3.9 Suery-Baudelet模型 73

3.10 Spingarn-Nix滑移带模型 74

3.11 Kaibyshev-Valiev-Emaletdinov晶界硬化与恢复平衡模型 76

3.12 Paidar-Takeuchi晶粒转动承载的晶界滑移机理 78

3.12.1 晶界位错过程 79

3.12.2 物质扩散传输 79

3.12.3 作用力与取向的关系 79

3.12.4 速控位错攀移 80

3.13 Han复合材料高应变速率超塑性机理与模型 80

参考文献 83

4 扩散蠕变与位错蠕变机理 85

4.1 扩散蠕变机理 85

4.1.1 Nabarro-Herring蠕变机理 86

4.1.2 Coble蠕变机理 89

4.1.3 Harper-Dorn蠕变机理 91

4.2 位错蠕变机理 95

4.2.1 位错攀移蠕变机理 95

4.2.2 溶质拖曳蠕变机理 100

4.2.3 Class Ⅰ或Class A固溶体合金蠕变机理的转变条件 101

4.2.4 溶质拖曳蠕变在准超塑性中的应用 107

4.3 速控机理研究新进展 109

参考文献 111

5 本构模型与变形机理图 115

5.1 本构模型 115

5.1.1 机理型本构方程 115

5.1.2 唯象学本构方程 116

5.2 变形机理图 117

5.2.1 Ashby-Frost机理图 118

5.2.2 Langdon-Mohamed机理图 120

5.2.3 Mohamed-Langdon机理图 123

5.2.4 Ruano-Wadsworth-Sherby机理图 127

5.2.5 Cao引入位错变量的R-W-S机理图 128

5.2.6 Cao对包含Ashby型机理图的Mg-6Li-3Zn合金位错蠕变的研究 134

5.2.7 Cao对包含Ashby型机理图的Mg-11 Li-3Zn合金准超塑性的研究 142

5.2.8 变形机理图在钛、镍和铝合金中的应用 150

5.3 机理图研究新进展 155

参考文献 157

6 超塑性晶粒长大 163

6.1 超塑性晶粒长大实验现象与一些规律性认识 163

6.1.1 超塑性晶粒长大实验现象 163

6.1.2 超塑性晶粒长大的一些规律性认识 168

6.2 静态晶粒长大模型 169

6.2.1 q=2模型 170

6.2.2 q=3模型 171

6.2.3 q=4模型 173

6.2.4 q=5模型 176

6.2.5 Cao对Mg-8.42Li合金静态晶粒长大的计算 178

6.3 超塑性变形诱发晶粒长大机理与模型 179

6.3.1 Clark-Alden变形诱发晶粒长大机理与模型 179

6.3.2 Wilkinson-Caceres变形诱发晶粒长大机理与模型 181

6.3.3 Sato-Kuribayashi变形诱发晶粒长大机理与模型 184

6.3.4 Hamilton-Sherwood变形诱发晶粒长大模型 187

6.3.5 Cao的变形诱发晶粒长大模型 188

6.4 颗粒或第二相尺寸在超塑性晶粒长大中的作用 190

6.5 晶粒长大研究新进展 192

6.5.1 传统合金的细晶晶粒长大研究 192

6.5.2 超细晶和纳米晶金属与合金中的晶粒长大研究 194

6.5.3 陶瓷晶粒长大研究 195

参考文献 195

7 超塑性空洞形核、长大与断裂 201

7.1 宏观断裂形貌 201

7.2 空洞实验结果 201

7.3 空洞形核理论 206

7.3.1 空洞形核机理与模型 206

7.3.2 空洞形核地点 207

7.3.3 Cao的超塑性空洞形核模型 211

7.4 空洞长大理论 214

7.4.1 空洞长大机理与模型 215

7.4.2 Cao考虑空洞聚合的空洞长大模型 219

7.5 空洞的抑制方法 232

7.5.1 实验事实与结果 232

7.5.2 解释静压力减少空洞的原因 234

7.6 塑性失稳判据 234

7.7 断裂方式与机理 237

7.8 空洞研究新进展 242

参考文献 245