超声振动辅助变形的应用

超声振动辅助变形的应用：

①超声辅助搅拌摩擦焊接

       搅拌摩擦焊（friction stir welding, FSW） 工艺是一种固态焊接技术，成为高强度铝合金首选的连接工艺。其工作原理是一个由工具钢或不锈钢制成的具有异形笔尖的非消耗性工具，通过不断旋转插入到要连接的薄片或金属表面。热生成工具所造成的旋转以及销之间的摩擦加热，工具中间部分和金属连接会使材料出现塑性流动，在表面附近会导致沉淀物质从前到后，从而使凝固后固态接合。

②超声振动增强等通道挤压

       高强度的超声振动使金属显微组织发生明显变化，若直接在塑性变形区对材料进行超声振动的叠加，可以改善传统等通道角挤压（equal channel angular extrusion， ECAP）工艺的局限性。

③超声表面轧制

       SPD 技术是一种用于块状材料实现晶粒细化和改善力学性能的新技术。在静压和动态冲击的共同作用下， 采用超声表面滚动技术可在材料表面形成强化层。 SPD过程中产生超细化晶粒， 从而使其具有较好的稳定性和表面硬度， 表面质量、 疲劳寿命、耐蚀性和耐磨性显著提高。

④超声探头辅助搅拌铸造工艺

       将陶瓷微粒子混合到铝合金中，可提高材料的性能，如硬度、韧性、强度、耐磨性等。微粒子逐渐应用于制造金属基复合材料，并且已经有试验证明，当微粒子均匀分布时，材料的密度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性有所增强，特别是在强度方面有大幅度的增强，疲劳寿命和耐高温蠕变性能都有所提高。通过搅拌铸造工艺的液体冶金法被证明是一种生产能力高、成本低的极具潜力的超细颗粒分布方法。超声振动辅助搅拌铸造技术是在微观水平上细化复合材料、脱气、净化铝液、保证颗粒均匀分布的最佳途径之一。

⑤超声振动辅助焊接工艺

       不锈钢管是工程领域的重要结构，环焊缝是连接管道系统的常见接头类型。在焊接过程中会产生残余应力，分别在焊接及附近区域。通常在焊接区域有较大的拉应力，接近或超过室温下材料的屈服强度。

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