 王东茂刻 我们吃饺子的时候都看过面团，软软的柔柔的，可以被毫不费力地捏成任何形状。而在我们的印象里，金属都是硬邦邦的，那么，什么是面团一样的金属呢？难道金属也可以像面团一样被我们随意摆布吗？1920年，一位叫罗森海因的科学家发现，当锌、铝、铜合金在低速弯曲的时候，可以弯曲将近180度，此时的金属就表现出了面团一样的黏滞现象，可以任意变形。1928年，英国科学家森金斯下了一个定义：凡是金属在适当的温度下变得像软糖一样柔软，而且其应变速度为每秒10毫米时会产生300%以上的延伸率，这属于超塑性现象。 塑性是金属本身具有的一种物理属性，是指材料受到外力作用时，发生显著的变形却不立即断裂的性质，通常用延伸率来表示塑性的大小，也就是用金属材料在拉断时的增长量与原来长度之比的百分率来表示。一般金属的延伸率不超过60%，而具备超塑性的合金，在一定温度下可以达到100%，有的甚至达到1000%至2000%。超塑性合金又被称为“材料界的变形金刚”，它在特定条件下能像面团一样柔软，但是常温下又能重现抗压、抗拉和耐腐蚀的金属特性，利用这一性能，我们可以生产很多奇妙的产品。 现在已知的合金的超塑性分为两大类，一种称为微细晶粒超塑性，是指当合金处在一定温度范围内加工的时候，如果合金里的晶粒受温度影响慢慢变小成为微细晶粒，它就会表现为超塑性；另一种称为相变超塑性，是指有些金属受热达到某个温度区域时，它的内部结构会出现一些异常的变化，在这时对金属施力，就会使金属呈现相变超塑性。也就是说，一种是细微结构的改变，一种是物理形态的改变。 在航空和航天工业中，超塑性合金可以大显身手。例如人造卫星上钛合金球形燃料箱，壁厚近710微米至1.5毫米，就可以采用超塑性成形的方法制作。制作战略轰炸机的舱门、尾舱、骨架等，原工艺需要大约一百个零件，然后再经过各种方法组装而成，而使用超塑性钛合金，就可以一次成形，使尾舱架的重量减轻大约33%，成本降低55%左右。 （本栏长期征集“日知录”三字篆刻，投稿邮箱：rizhilu999@163.com） |
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