金属和合金在一定条件下的流变应力应变速率敏感性指数m大于0.3，表现出特大伸长率（200%~3000%）的性能称为超塑性。一定条件是指金属材料的组织结构等的内部条件和变形温度、变形速度等外部条件。金属超塑性的宏观变形特点是大伸长、无缩颈、流动应力低及成形容易。上世纪20年代科学家就发现了金属的超塑性现象。1945年，苏联金属学家波契瓦尔等在单向高温拉伸Zn-Al共析合金时获得了很大的伸长率，首先把这种现象称作“超塑性”。

    镁合金的室温变形能力低，但是在超塑性状态下却有很高的塑性，可利用超塑性加工形状复杂的零件与模锻件，而且流变应力低，以气压为动力即可完成成形，即使航空航天的复杂蜂窝状结构件，也可直接用超塑性成形法与扩散焊接技术顺利地制成。近些年来，利用超塑成形技术生产了一批批形状复杂的3C产品。

    超塑性加工镁合金工件的优点可归纳为：

    1.成品率可达到90%以上，产品表面缺陷少，感观好，可减少后续工序与生产成本。例如，日本用法生产镁合金笔记本电脑外壳，压铸法的最高成品率只有70%，而超塑性成形法的可达91%。

    2.产品厚度可比压铸件及半固态压铸件的薄很多，而且成品率与产品厚度几乎无关。例如用超塑冲压锻造生产的镁合金工件的最小厚度可达0.4mm，而压铸件及半固态压铸件的则必须＞0.8mm。

    3.形状复杂及变形量大的工件可一气呵成，并具有流动性高，填充性好、所需设备工作力小等特点。

    4.成形时不变生弹性变形，因而成形后不会发生回弹，工件尺寸精准，表面粗糙度也小。

    超塑性类型

    按照获得超塑性的条件，可以将金属和合金的超塑性现象分为两大类：

    细晶超塑性

    细晶超塑性又称第一类超塑性，是指具有微细晶粒（晶粒直径＜10μm，轴比＜1.4）组织的材料在0.5Tm~0.9Tm（Tm-材料熔点，k）和一定的应变速率范围（10-4/s~10-1/s）内呈现的超塑性，又称组织超塑性、恒温超塑性或静态超塑性，已在生产中广为应用。影响这类材料伸长率的因素很多，除了晶料尺寸与形状、温度、应变速率外，还包括材料的组织在超塑拉伸时的热稳定性和对孔洞形成的敏感性。铝、镁合金多为这种超塑性。

    相变超塑性

    相变超塑性又称第二类超塑性、转变超塑性、动态超塑性，是指金属在一定相变温度范围内和戴荷作用下，经过多次循环相变或同素异构转变而获得的累积延伸大变形，不要求材料具有微细等轴晶组织，只要求材料发生相变，钢铁、钛合金、铜合金多为这种超塑性。

    镁合金的超塑性

    MB15镁合金在一定的条件下有明显的超塑性，其热挤压棒材的室温伸长率仅14.8%，300℃时的也只不过62%，但是晶粒尺寸为5μm的棒材在290℃时，若就能变速率为1.11×10-4/s（夹头移动速率0.2mm/min），则伸长率可达574%，应变速率敏感性指数m=0.51；在温度为270℃~310℃，应变速率（1.11~5.56）×10-4/s、晶粒尺寸＜5μm的条件下均有明显的超塑性。MB15合金在超塑性条件下的变形抗力10N/mm2~30N/mm2。

    MB8镁合金在晶粒尺寸约7μm、变形速度0.2mm/min~5mm/min、温度320℃~400℃时具有明显的超塑性，最大伸长率304%。该合金在超塑性状态具有良好的吹塑成形能力，可一次成形形状复杂的零件，如仪表覆盖盒，吹塑压力0.6N/mm2~0.9N/mm2，变形比可大于1.5。

    中国对镁合金超塑性研究作出了一系列的创新，如超轻Mg-Li合金在300℃、应变速度5×10-4/s时具有明显的超塑性，伸长率960%、应变速率敏感性指数m=0.64；含稀土无素的MB26合金在不经任何预处理热挤压棒材即拥有良好的超塑性，在350℃~500℃、初始应变速率为1.67×10-3~4.1×10-2/s条件下进行超塑性拉伸时，伸长率都超过520%，在最佳条件下，拉长率甚至可高达1450%，流变应力为8.7N/mm2，m为0.6。

    一些常用镁合金的超塑性参数见下表。