应变速率敏感指数(strain  rate  sensitivity  exponent)

塑性变形时材料的流变应力对于应变速率的敏感性参数，亦即当应变速率增大时材料强化倾向的参数，其表达式为

式中σ为材料的流变应力；ε为应变速率。m值是表达金属的超塑性特性的极其重要的指标。对于普通金属材料，m=0.02～0.2；而对于许多超塑性金属材料，m=0.3～0.9。

超塑性是金属材料在一定条件下所表现的一种综合变形力学行为。影响超塑性行为的因素很多，其中有变形速度、变形温度、晶粒度、组织状态、加工硬化、回复、晶粒形状和内应力等。这些因素都直接或间接地影响超塑性变形的能力和应变速率敏感性指数m值的变化。图1是Ti-6AI-4V合金的晶粒度和应变速率对m值的关系曲线。超塑陛金属材料的流变状态方程通常为

式中K为与材料特性有关的材料常数。当试样横截面积A

上受到拉伸载荷P的作用时，则σ=P／A，由式(2)得

另一方面，根据塑性变形时金属的体积不变条件，又有：

式中t为变形时间。由式(3)和(4)得

表明试样各横截面积的缩减速度与A^(1-1/m)成正比。当m=1时，与A无关，说明不会随试样各处横截面积A的不同而变化，换句话说在载荷不断增加的过程中，可保持各处的变形均匀地进行，即使某处的横截面积最小也难以形成颈缩，因而可以获得很大的延伸率。但是，当m<1时，若试样某处的横截面积较小，则该处的断面收缩将比其他部位的快得多。m值越小，这种效应就越明显。这意味着局部收缩加剧，容易出现拉伸缩颈现象，使试样在低的延伸情况下出现断裂。由此可见，m值的大小反映了抑制局部出现缩颈的能力，见图2。m值越大，抑制拉伸缩颈的能力越强，出现高延伸率的可能性也就越大。实践表明，绝大部分超塑性金属材料的总延伸率是随m值的增大而增加的，如图3所示。

m值可在实验所得曲线上通过测量曲线斜率的方法来测定。通常用拉伸速度突变法来测定m值，即在某个小的时间间隔内，把实验的拉伸速度由v₁突然升高到v₂，一般v₂应比v₁高2～2．5倍，载荷也由P_B增加到P_A(见图4)，这时

式中P_A为拉伸速度为v₂时的载荷；P_B为同样应变量条件下拉伸速度为v₁时的载荷，这需要外延法求得。