鈦合金的大晶粒超塑性

    超塑性是指金屬及其合金在特定的變形條件下，表現出異常高的伸長率而不發生縮頸和斷裂的現象。通常用材料的伸長率來衡量，達到或超過一定的伸長率（如200%）則認為具有超塑性。

    早期的超塑性理論認為超塑性是細晶材料（直徑d<10μm）在恒溫變形時所具有的特征，是某些合金特有的現象。隨著研究的深入，發現大晶粒合金、黑色金屬等材料在一定條件下也可得到很高的伸長率，即出現所謂的大晶粒（晶粒幾十甚至上百微米）超塑性。

    按照鈦合金亞穩狀態下的相組織和β穩定元素含量，其分為α、α+β、β型鈦合金三大類，進一步可細分為近α型和亞穩定β型鈦合金。目前，國內外對α+β、亞穩β型以及β型鈦合金的大晶粒超塑性進行了一定的研究

   1、α+β兩相鈦合金退火組織為α+β，β相含量一般為5%~40%，因此在塑性變形過程中兩相可相互制約使晶粒保持細小，有利于產生超塑性。

   2、亞穩β型鈦合金經空冷或水淬后幾乎可全部得到亞穩定β相，在退火或固溶狀態具有非常好的工藝塑性和冷成形性。

   3、β型鈦合金退火后全部為穩定的單相β組織，具有良好的冷熱加工性能。在合適的變形條件下，各種類型的鈦合金均可獲得一定的細晶超塑性。

   但是，不同類型鈦合金的大晶粒超塑性行為和變形機制有所不同。

   1、對于α+β兩相鈦合金，超塑性變形溫度基本都在兩相區內，獲得的伸長率高，隨著原始晶粒尺寸增大，變形機制由晶界滑移向晶內變形轉變。

   2、對于亞穩β型鈦合金，在兩相區及β相區變形時均具有良好的大晶粒超塑性，且產生超塑性的原因主要是由特殊的顯微結構引起的，相應的變形機制可歸納為院①亞晶界擴散蠕變機制；②基于亞晶生成的動態再結晶機制；③亞晶界動態穩定化理論。

   3、對于β型鈦合金，盡管目前的研究較少，但結果仍顯示其具有一定的超塑性，變形過程中顯微結構的持續演變是獲得大晶粒超塑性，保證變形連續協調性的主要原因。