3
МЕ11ЩСТ^плавь7Ш:пециальнь1ми свойствами СВЕРХПЛАСТИЧНОСТЬ
МАТЕРИАЛОВ
Интерес к проблеме
сверхпластичности объясняется удачным комплексом технологических
характеристик сверхпластичных материалов: ресурс деформационной
способности их в десятки раз больше, а сопротивление деформации в
несколько раз меньше аналогичных характеристик тех же материалов в
пластическом состоянии. В результате использование состояния
сверхпластичности, например при штамповке, позволяет получить на
прессах относительно небольшой мощности крупногабаритные изделия
сложной формы [35].
В реологическом отношении
сверхпластическое поведение металлов и других материалов, а также
преимущества практического использования сверхпластической деформации
(малые напряжения течения, исключительно высокая пластичность и
способность к образованию сложных форм под действием малых давлений) можно
объяснить способностью соответствующих материалов к вязкому течению.
Все физические и реологические модели сверхпластической деформации
(СПД) базируются на зависимости напряжения от скорости деформации
[35-36], которая, как известно, является принципиальной
характеристикой вязких материалов. Уровень сверхпластичности количественно
оценивается показателем чувствительности напряжения течения к
скорости деформации т в уравнении ое ~ Щ™, где ое
— интенсивность напряжения течения; \е — интенсивность
скорости деформации; К — коэффициент. Простой анализ
показывает, что чем выше показатель скоростной чувствительности
напряжения течения, тем сильнее проявляются отмеченные выше
преимущества СПД. Для обычных металов и сплавов при горячей
деформации tn < 0,2, в то время как сверхпластичные материалы в
оптимальных условиях показывают w>0,3. Некоторые материалы ведут
себя как линейно вязкие (ньютоновские) жидкости, при этом т
достигает значения 1,0. Коэффициент К в приведенном выше
уравнении является структурно-чувствительным и термоактивируемым
параметром, связанным со сдвиговой вязкостью материала (г\ -
ое/3^е) следующим уравнением:
(5.4)
Из уравнения (5.4) видно, что
сдвиговая вязкость уменьшается с увеличением скорости деформации, если
испытуемый материал демонстрирует нелинейную вязкость (т < 1), и становится
независимой от скорости деформации, если материал ведет себя как линейно
вязкая жидкость (т
=
1).