超塑性合金是指那些具有超塑性的金属材料．超塑性是一种奇特的现象．具有超塑性的合金能像饴糖一样伸长10 倍、20 倍甚至上百倍,既不出现缩颈,也不会断裂．金属的超塑性现象,是英国物理学家森金斯在1982年发现的,他给这种现象做如下定义: 凡金属在适当的温度下(大约相当于金属熔点温度的一半)变得像软糖一样柔软,而应变速度为10 毫米／秒时产生本身长度三倍以上的延伸率,均属于超塑性。

最初发展的超塑性合金是一种简单的合金,如锡铅、铋锡等．一根铋锡棒可以拉伸到原长的19.5 倍,然而这些材料的强度太低,不能制造机器零件,所以并没有引起人们的重视。

60年代以后,研究者发现许多有实用价值的锌、铝、铜合金中也具有超塑性,于是前苏联、美国和西欧一些国家对超塑性理论和加工发生了兴趣．特别在航空航天上,面对极难变形的钛合金和高温合金,普通的锻造和轧制等工艺很难成形,而利用超塑性加工却获得了成功．到了70年代,各种材料的超塑性成形已发展成流行的新工艺。

现在超塑性合金已有一个长长的清单,最常用的铝、镍、铜、铁、钛合金均有10－15 个牌号,它们的延伸率在200－2000％之间．如铝锌共晶合金为1000％,铝铜共晶合金为1150％,纯铝高达6000％,碳和不锈钢在150－800％之间,钛合金在450－1000％之间。

实现超塑性的主要条件是一定的变形温度和低的应变速率,这时合金本身还要具有极为细小的等轴晶粒(直径5 微米以下),这种超塑性称为超细晶粒超塑性．还有一些钢,在一定的温度下组织中的相发生转变,在相变点附近加工也能完成超塑性,称为相变超塑性。

超塑材料加工具有很大的实用价值,只要很小的压力就能获得形状非常复杂的制作．试想一下,金属变成了饴糖状,从而具有了可吹塑和可挤压的柔软性能,因此过去只能用于玻璃和塑料的真空成形、吹塑成形等工艺被沿用过来,用以对付难变形的合金．而这时所需的压力很小,只相当于正常压力加工时的几分之一到几十分之一；从而节省了能源和设备．使用超塑性加工制造零件的另一优点是可以一次成形,省掉了机械加工、铆焊等工序,达到节约原材料和降低成本的目的．在模压超塑性合金薄板时,只需要具备一种阴模或阳模即可,节省一半模具费用．超塑性加工的缺点是加工时间较长,由普通热模锻的几秒增至几分钟。

超塑性铅合金已经商品化,如英国的Supral 100(Al—6Cu—0.4Zr)和加拿大的Alcan 08050(Al—5Ca—5Zn)．铝板可在300－600℃时利用超塑性成形为复杂形状,所用模具费用降低至普遍压力加工模具费用的十分之一,因此它具有和薄钢板、铝压铸件及塑料模压件相竞争的能力．据推测,最近超塑性成形工艺将在航天、汽车、车厢制造等部门中广泛采用,所用的超塑性合金包括铝、镁、钛、碳钢、不锈钢和高温合金等。