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超声波振动辅助塑性成形技术的优点

来源： | 发布日期：2023-01-15

超声波振动辅助塑性成形技术具有许多优点，如降低变形阻力和摩擦力，改善零件表面质量等。图 2 为无超声波振动的常规拉伸试验和塑性变形期间短暂施加超声波振动的试验获得的工程应力-应变曲线。由图 2可知，开始施加超声波振动时，立即产生约 20 MPa 的流动应力，随后慢慢下降，流动应力减少量大致保持不变，直到超声波振动关闭，流动应力立即增加。

超声波振动可以降低流动应力，变形机制包括超声软化、应力叠加和应变硬化。在间歇振动试验中，材料在超声波振动停止后表现出残余软化效应。通过扫描电镜（scanning electron microscope, SEM）观察材料的微观结构，表明超声波振动可以促进形变孪晶的产生，导致晶粒细化以及孪晶的减少，这也是影响残余软化效果的主要因素。超声波振动的机理可分为体积效应和表面效应，体积效应能很好地降低材料的流动应力，表面效应能显著提高材料的表面光洁度。体积效应的影响机制包括应力叠加效应、动态冲击效应、声软化效应。

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