书城科普读物探索未知丛书-化学天地一
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第40章 金属为什么能像塑料那样随意成型

提起金属,人们自然会想到铁、铜、锌、金等,它们又坚又硬,怎样能和塑料同日而语、相提并论,能像塑料那样随意成型?

一般来说,当一个物体在受到外力的作用下,会产生变形;当外力撤销后,这种变形仍不会改变,称为这种物体的塑性。金属材料也有塑性,这是指它们的延伸率和断面的收缩率。钢、铁等黑色金属的延伸率不超过40%,纯金、银的延伸率也只有70%~80%,只有那些延伸率超过100%~1000%以上的合金,才是超塑性金属。这样的合金就如同橡皮筋一样,可以拉长自己原来的长度的20倍。锡铋合金在慢慢拉伸时,它的延伸率可达1950%,真的和橡皮筋一样。

金属出现了超塑性是有条件的。只有在两种情况下,一种是把金属内部晶粒结构的尺寸搞得非常细小,这时,只要把促进变形的温度和速度调节得恰当就能获得超塑性。另一种是当金属加热到一定温度时,金属内部的结晶构造会发生异常转化,比如,纯铁经加热到910℃时,它内部原子排列就会发生变化,从α铁转变为γ铁,使其呈现超塑性。

人们利用超塑性金属在受力变形时,会显示出异常高的塑性,且有很低的流变应力的特性,可以将复杂需要多道压力加工工序才能成型的零件一次成型加工,还可以像热塑性塑料和赤热玻璃那样进行气压成型或真空成型,制造出形状复杂的零件和精细的工艺品。如在265℃和每平方毫米0.2公斤的大气压下,可将锌铝超塑性合金制成具有凸肚及精细花纹的花瓶。