塑性是金屬自身具有的一種物理屬性。所謂塑性，是指當(dāng)材料或物體受到外力作用時，所發(fā)生顯著的變形而不立即斷裂的性質(zhì)。塑性的大小，標(biāo)志著材料變形能力的好壞。對于同種材料來說，塑性愈高表示材料的雜質(zhì)愈少，純度愈高，使用起來也就愈安全。同時，塑性好的材料，在加工過程中容易成形，可以制造出形狀復(fù)雜的零件。
這種具有象拉面般柔軟的金屬叫做超塑性合金。這種合金在一定的溫度下，以適當(dāng)?shù)乃俣壤�，其拉伸長度可以是原來長度的幾倍，甚至十幾倍，目前已有近百種金屬具有這種超塑性能。
那么超塑性合金為什么會比一般的金屬或合金的塑性好呢？這讓我們先看一看它在結(jié)構(gòu)上與普通金屬到底有何不同。
普通金屬在電子顯微鏡下的結(jié)構(gòu)圖，圖中塊狀的物質(zhì)我們稱之為晶粒，它是在金屬形成過程中，由金屬原子組成的。我們注意到這些晶粒體積龐大，形狀千差萬別，而且排列極不規(guī)則。
同倍數(shù)放大鏡下超塑性合金的結(jié)構(gòu)圖，超塑性合金的晶粒形狀規(guī)則精細(xì)，晶粒與晶粒之間的排列整齊有序。這好比小孩子玩滑沙的游戲，當(dāng)?shù)孛嫔仙硨拥纳沉Ｔ郊?xì)，磨擦就越小，我們也就越容易在上面滑動；如果沙粒越大，磨擦力越大，滑動起來自然就非常困難了。因此金屬的晶粒越細(xì)，越整齊，它的塑性也就越好，同時也就越容易被拉伸。
我們再做一個試驗，看看金屬是如何被拉斷的。首先我們將鋁棒固定在拉伸試驗機上，然后施加拉力，一分鐘后，鋁棒中的某一部位迅速變細(xì)，我們看到此處的拉伸速度明顯比其他位置的拉伸速度快，結(jié)果鋁棒在變細(xì)的部位被拉斷。這個由粗變細(xì)，拉斷的部位像脖頸一樣的過程，科學(xué)上把它稱為頸縮。通過這個試驗，我們了解到，一般金屬變形能力很差的原因是宏觀均勻變形能力差，容易早期出現(xiàn)頸縮，并由于頸縮導(dǎo)致了早期的斷裂。而超塑性合金恰恰宏觀變形能力極好，它在拉伸過程中能夠抑制頸縮的發(fā)生。
那么超塑性合金又是怎樣有效地抑制頸縮的發(fā)生呢？
眾所周知，我們用力拉動彈簧時，手給彈簧一個拉力，同時彈簧為了保持原有的狀態(tài)，會給手一個反作用力。這個反作用力就是變形抗力。當(dāng)超塑性合金受到外界拉力時，同樣會在合金內(nèi)部產(chǎn)生一個變形抗力。變形抗力的不均勻，導(dǎo)致了頸縮的發(fā)生。為了找到影響變形抗力的因素，捕捉它們之間的規(guī)律，科學(xué)家們對所有超塑性合金做實驗。在實踐中他們發(fā)現(xiàn)超塑性合金的變形抗力隨著拉伸速度的增加而增加。也就是說，速度越快，抗力越大，速度越慢，抗力越小。我們在做拉伸試驗時，當(dāng)超塑性合金在拉伸過程中出現(xiàn)頸縮時，頸縮處拉伸的速度迅速加快，所以它產(chǎn)生的變形抗力比其他沒有發(fā)生頸縮的位置抗力大。這時的拉力就象電流一樣，哪里電阻小，電流就會流向哪里。因此拉力首先拉動那些變形抗力小的部分，從而有效地抑制了頸縮的發(fā)生。
超塑性合金正是由于具有大延伸、無頸縮、易成形等性質(zhì)，因此它對那些結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難用金屬壓力加工的零件，顯示出它在制備上獨特的優(yōu)勢。
紡紗機紗筒表面有許多深深的凹槽。在以往的生產(chǎn)中，由于采用傳統(tǒng)的普通金屬材料，其性質(zhì)單一，往往在加工這些凹槽時，需要多道工序，費工，費時，而且很難加工成形�，F(xiàn)在采用了超塑性合金作為原材料，只要將合金放入模具中，通過氣吹，便可一次成形。
超塑性合金在我們的日常生產(chǎn)生活中越來越被人們所關(guān)注。如今超塑性的研究領(lǐng)域已由原來塑性較好的金屬、合金發(fā)展到了幾乎沒有塑性的陶瓷上。我們相信，今后超塑性合金將會被更廣泛地應(yīng)用到機械、航天、醫(yī)療、交通等諸多領(lǐng)域中去。
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