杨磊

【摘 要】超塑性成型技术利用超塑性材料在特定稳定和应变速率下可达到较大变形量的特性，能够在一次成型过程中成型难成型材料和含复杂结构细节的零部件，成型后的零件性能较好，能够较大的减少生产费用和达到良好的减重效果。本文介绍了超塑性成型技术在航空中的应用，为后续开展相关研究做了基本的铺垫。

【关键词】超塑性；航空；应用

1 超塑成形技术

超塑性是指材料在一定的温度范围内或一定的组织条件下，以很低的应变速率进行变形时不发生宏观颈缩，表现出抗力小和应变大的特性。其材料的本构关系可用Norton-Hoff公式定义：

式中：

？滓：等效应力，一般采用von Mises等效应力；

K：材料性能参数；

m：应变速率敏感系数；

n：材料硬化系数。

一般的，上式可以在不考虑超塑性材料的硬化性能（即n=0）的情况下简化为：

简化后需确定的材料性能参数为K和m。以上两个参数一般通过以下公式计算得到：

一般的，超塑性有以下特性：

——在断裂前的大变形；

——在低应力水平下的低变形速率。

超塑性是由晶界滑动、晶内位错运动及扩散运动等多种极值组合共同实现的[4]，已经在金属材料（尤其是铝合金和钛合金）、金属间化合物和陶瓷材料等材料中实现。超塑成型技术（SuperPlastic Forming，SPF）利用材料的超塑性来成形零件，可用来制造具有较好力学性能的复杂大变形零件。作为一种近净成形技术，在航空、航天、交通和医疗等领域获得了广泛的应用。

在实际应用中，气压成形是最能体现超塑成形全部特点的一种新工艺，适用于用板材加工制造复杂形状的空心零件。……