Metals 编辑荐读 | 软糖一般的金属——超塑性合金
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在金属材料的大家庭中，有一个性能奇异的家伙，它能在一定的条件下，蜕掉原有的强韧坚硬的外表，变得像面团一样的柔软，并能像软糖一样被拉长10倍，20倍，甚至100倍，这种奇特的材料就是超塑性合金(Superplastic Alloys)。
合金的超塑性主要有两种形式: 一种是细晶超塑性，这种通常需要材料本身具有等轴状细小晶粒(10 μm以下)的微观组织且在0.5–0.7Tm(Tm为以热力学温度表示的熔化温度)的温度以及较低的应变速率(10-⁴–10-¹ s-²)下才能实现。
另一种则是相变超塑性，这种不需要材料有超细的晶粒度，只需在材料的相变和同素异构转变温度附近经过多次温度循环，就可获得很大的伸长率。超塑性合金因其独特的大延伸率，无紧缩，易成形等特点已广泛地应用于航空航天和飞机等领域中。
目前常用的超塑性合金主要有铝合金、镁合金、钛合金，低碳钢、不锈钢及高温合金等。
本期推文主要为大家精选了一些发表在Metals期刊上，最新的关于超塑性合金成型工艺，微观组织结构以及性能之间关系的科学论文。
Using High-Pressure Torsion to Achieve Superplasticity in An AZ91 Magnesium Alloy
利用高压扭转工艺实现AZ91镁合金的超塑性性能
Roberto B. Figueiredo and Terence G. Langdon
近年来，利用剧烈塑性变形法制备超细晶镁合金以提高其性能已成为普遍关注的热点之一，如等通道转角挤压(ECAP)和高压扭转(HPT)等。早期的研究表明，许多镁合金(如Mg-0.6％Zr, AZ31，AZ91等)经ECAP处理后均可获得较好的超塑性，但这种加工方式往往需要很高的生产要求。相比之下，HPT工艺能有效延缓并抑制早期样品加热过程中的失效的发生，并能在室温下对镁合金进行剧烈的塑性变形，从而获得非常精细的晶粒结构。
本文中，来自巴西米纳斯吉拉斯州联邦大学的Roberto B. Figueiredo教授和来自英国南安普敦大学和南加利福尼亚大学的Terence G. Langdon教授通过对固溶热处理后的AZ91镁合金进行HPT加工，制备了具有优异的超塑性性能的镁合金。该合金在应变温度为523 K，应变速率为10-⁵ s-¹ 和10-⁴ s-¹的条件下，断裂伸长率均高达甚至超过1000%。
On the Superplastic Deformation in Vanadium-Alloyed High-Nitrogen Steel
钒合金化的高氮钢的超塑性变形研究
Elena Astafurova et al.
奥氏体高氮钢(HNS)是一种具有高强度和高耐腐蚀性的工程材料。经钒合金化处理后，由于细晶强化和沉淀强化的作用，其强度和延展性可以得到进一步的提高。尽管对于HNS的研究报道已有很多，但关于如何实现其超塑性性能的信息较少。
本文中，来自俄罗斯科学院强度物理与材料科学研究所的Elena Astafurova博士及其团队通过设计的热机械加工实验，在V合金化的高氮奥氏体Fe-19Cr-22Mn-1.5V-0.3C-0.6N中形成了具有高密度形变缺陷和析出相的杂晶/亚晶粒奥氏体微观结构。该结构在变形温度为950 °C，应变速率为4 × 10-⁴ s-¹ 的条件下，表现出断裂伸长率高达900%的超塑性性能。
Recent Development of Superplasticity in Aluminum Alloys: A Review
关于铝合金超塑性的研究进展的文献综述
Laxman Bhatta et al.
超塑性铝合金因质量轻，塑性好和强度高等特点广泛地应用于航空航天和汽车等领域中。本文中，来自中南大学的喻海良教授及其团队筛选了160多篇相关文献，简述了过去二十年来对铝合金超塑性行为的研究状况，总结了近些年的重要研究成果，并分析了初始晶粒尺寸，变形温度，应变速率，材料微观结构的细化工艺以及微量元素的添加等因素对铝合金超塑性的影响，同时着重讨论了其超塑变形的主要机理和对应的活化能值。此外，作者根据已有的研究报道，列举了七个超塑性本构方程，这些方程对预测和分析铝合金的超塑性行为起着至关重要的作用，并为开发低温和高应变速率的超塑性变形技术和材料提供了理论指导。
Metals (ISSN 2075-4701, IF 2.259) 是MDPI出版的国际型开放获取期刊之一，主题涵盖金属材料和冶金工程领域研究和科技发展研究的各个方面，2018年期刊影响因子为2.259。Metals采取单盲同行评审，一审周期约为14.2天，文章从接收到发表仅需2.7天。
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翻译作者：Kinsee Guo
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