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塑性工程学报:非晶合金的塑性成形

2022-09-08
摘要:本文以室温剪切冲孔(即冲裁)、室温弯曲和高温模锻及高温弯曲为例,综述了非晶合金塑性成形研究现状,并对该领域未来发展趋势进行了展望。

  【作 者】黄永江;付武靖;范洪波;孙剑飞

  【引 言】

  材料科学与技术的魅力在于新材料的层出不穷和性能的日新月异,从而可以满足人类社会物质文明不断发展的需求。1960年问世之后迅速发展起来的非晶合金材料无疑是新材料大家族里一颗耀眼的新星[1]。非晶合金(亦称为金属玻璃)是一类采用快速凝固技术制备的兼具玻璃和金属特性的新型合金[2-3]。作为原子无序堆垛结构的代表性材料,独特的原子短程有序、长程无序的类液态微观结构特征使得非晶合金拥有高强度、高弹性极限、优异的

耐磨以及耐腐蚀性能等[4-9]。

  一般来说,传统的铸件性能要低于同材质的塑性成形件。因此塑性成形技术是调控金属微观结构并提高其性能的有效方法。同样对于非晶合金来说,要想将其大批量生产加工以实现工程化应用,就必然要经过多种塑性成形工艺,例如冷加工成形工艺和热加工成形工艺。可见,要制备出符合用户需求的非晶合金精密构件,就要对其在室温以及高温下的塑性成形行为进行研究。非晶合金在塑性成形方面的研究对于深入理解其变形行为,探明其在塑性变形过程中的结构演变、塑性流变特征、断裂与破坏机理具有重要的理论意义。本文以室温剪切冲孔(即冲裁)、室温弯曲和高温模锻及高温弯曲为例,综述了非晶合金塑性成形研究现状,并对该领域未来发展趋势进行了展望。

  【结 论】

  在非晶合金塑性成形理论方面,需要指出的是,现有的非晶合金变形与断裂理论大多基于拉伸或压缩等单向应力条件下的研究结果建立模型,而实际工程材料的塑性变形往往经受多向应力,在此种应力环境下,自由体积理论及剪切转变区理论是否适用尚需验证,需要深入揭示非晶合金在复杂多向应力状态下的流变特征与断裂机理,同时,亦需要建立可更准确描述非晶合金在实际塑性成形中的材料本构模型。对于非晶合金的理论研究仍然还有很长的一段路要走。

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