鋁鎂合金半固態(tài)成形理論與工藝技術(shù)

前言

　　半固態(tài)加工是對具有一定液相組分的固液混合漿料進(jìn)行壓鑄、擠壓或模鍛成形，是一種介于普通鑄造（純液一態(tài)）和鍛造（純固態(tài)）之間的成形方法。與普通的加工方法相比，半固態(tài)金屬加工具有如下優(yōu)點：可一次精確成形復(fù)雜形狀零件，實現(xiàn)近凈成形；凝固收縮小，成形件尺寸精度高；成形件力學(xué)和組織性能好；可實現(xiàn)對難加工材料的成形加工；且成形壓力低，模具使用壽命高等。20世紀(jì)70年代以來，該技術(shù)得到了美國、德國、意大利和日本等發(fā)達(dá)國家的普遍重視，已先后對鋁、鎂、銅、鋼鐵等合金和復(fù)合材料在半固態(tài)工藝試驗和理論等方面開展了廣泛的研究。廣大科技工作者在半固態(tài)合金的漿料制備（如電磁攪拌法制備半固態(tài)鋁合金、鋼鐵漿料和坯料、斜槽法制備合金漿料、半固態(tài)鎂合金雙螺旋流變制備裝置）、合金的半固態(tài)觸變和流變成形、半固態(tài)組織的形成機制、觸變成形過程的數(shù)值模擬等基礎(chǔ)理論和試驗研究方面開展了大量卓有成效的研究工作?！　〗┠陙恚S著對半固態(tài)成形技術(shù)研究工作的不斷深入和對輕質(zhì)合金半固態(tài)成形技術(shù)的成熟掌握，研究重點已逐步從以半固態(tài)組織研究為主的理論研究向以半固態(tài)成形實用復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件加工和復(fù)合材料制備加工的方向邁進(jìn)。

內(nèi)容概要

金屬材料半固態(tài)成形技術(shù)是一種在介于普通鑄造(純液態(tài))和鍛造(純固態(tài))之間的短流程近凈成形工藝。針對節(jié)能減排對汽車輕量化加工的迫切需求，結(jié)合作者多年來在承擔(dān)國家“863”、“973”、德意志科研聯(lián)合會重大基礎(chǔ)研究項目(DFG-SFB289)和北京市自然科學(xué)基金等所取得的部分研究成果，以典型輕質(zhì)金屬材料——鋁合金和鎂合金為研究對象，論述了半固態(tài)成形技術(shù)基本工藝、常用半固態(tài)金屬及復(fù)合材料組織性能、金屬材料在半固態(tài)下的本構(gòu)模型。重點闡述了基于半固態(tài)成形理論開發(fā)的A356鋁合金復(fù)雜零件半固態(tài)感應(yīng)加熱和觸變鍛造成形工藝以及模擬技術(shù)；詳細(xì)介紹了鋁鎂合金雙層復(fù)合管半固態(tài)多坯料擠壓成形工藝，包括不同形狀半固態(tài)坯料制備、半固態(tài)加熱及組織性能分析、雙層管半固態(tài)共擠壓成形數(shù)值模擬等。另外，還介紹了第11屆合金及復(fù)合材料半固態(tài)加工國際學(xué)術(shù)會議展品情況。    本書可為高等院校師生、研究院所研究人員，以及從事有色金屬及復(fù)合材料加工的企事業(yè)單位工程技術(shù)人員在材料制備、成形加工等方面提供閱讀參考。

作者簡介

王開坤：男，1968年生，Dr．一In9。2003—2005年獲德意志政府學(xué)術(shù)中心DAAD博土獎學(xué)金．國家公派德國亞琛工業(yè)大學(xué)塑性成形研究所留掌，師從德國工程院院長R．Kopp教授。2006--2008年清華大學(xué)機械系博士后。2010年起受聘為北京科技大學(xué)材料學(xué)院三級教授崗，博士生導(dǎo)師。國

書籍目錄

前言第1章  緒論  1.1  輕金屬在汽車工業(yè)中的應(yīng)用  1.2　半固態(tài)成形技術(shù)及其成形方法    1.2.1　半固態(tài)成形技術(shù)    1.2.2　半固態(tài)成形方法  1.3　半固態(tài)漿料的制備方法及組織形成機理    1.3.1　半固態(tài)漿料的制備方法    1.3.2　半固態(tài)組織形成機理  1.4　半固態(tài)加工技術(shù)的國內(nèi)外研究進(jìn)展  參考文獻(xiàn)第2章  半固態(tài)成形用鋁鎂合金及顆粒增強復(fù)合材料  2.1  半固態(tài)成形鋁合金的材料及性能    2.1.1　半固態(tài)成形鋁合金的材料及力學(xué)性能    2.1.2　半固態(tài)成形A356鋁合金的組織性能  2.2　半固態(tài)成形鎂合金的材料及性能    2.2.1　半固態(tài)成形鎂合金的材料及力學(xué)性能    2.2.2　半固態(tài)成形鎂合金的組織性能　2.3　顆粒增強金屬基復(fù)合材料及其半固態(tài)成形    2.3.1  有色金屬合金的強化方法    2.3.2 SiC。／Al復(fù)合材料的制備方法    2.3.3 SiC增強A356鋁合金復(fù)合材料的半固態(tài)加工　參考文獻(xiàn)第3章　金屬材料在半固態(tài)狀態(tài)下的本構(gòu)模型　3.1　半固態(tài)金屬材料的物理參數(shù)　3.2　金屬材料在半固態(tài)狀態(tài)下的單相模型　……第4章　A356鋁金半固態(tài)感應(yīng)加熱及復(fù)雜零件觸變鍛造成形第5章　復(fù)雜零件觸件觸變鍛造成形的有限元模擬第6章　鋁鎂合金雙層復(fù)合管半固態(tài)多坯料擠壓成形第7章　雙層撮合管半固態(tài)多坯料擠壓成形有限元模擬第8章　等體積流量有觸變鍛造成形流動前沿中的應(yīng)用附錄　第11屆合金及復(fù)合材料半固態(tài)加工國際學(xué)術(shù)會議展品介紹

章節(jié)摘錄

　　強度和韌性是金屬材料最常利用的兩大性能。金屬材料的強化可以通過兩個基本途徑：制成無缺陷的完整晶體，使金屬的晶體強度接近理論強度；或者在有缺陷的金屬晶體中設(shè)法阻止位錯的運動引。根據(jù)金屬點陣中阻礙位錯運動的障礙物的類別，金屬學(xué)方面可應(yīng)用的強化機制主要有以下幾種：①置換的或間隙固溶的異質(zhì)原子以點狀障礙物的形式起作用（固溶強化）；②位錯以線狀障礙物形式起作用（通過冷加工變形的強化）；③以非內(nèi)聚的析出和內(nèi)聚的析出顯示為空間障礙物形式起作用（彌散強化、沉淀強化）?！　。?）固溶強化合金元素固溶于基體內(nèi)，改變了基體的原子間結(jié)合力，降低了堆垛層錯能，增加了擴散位錯寬度，提高擴散激活能，阻礙高溫條件下位錯的滑移與交滑移，提高了合金的熱強性。根據(jù)Hume-Rothery固溶強化原理，原子半徑間的尺寸和電子結(jié)構(gòu)上的差異決定其強化效果。而且，溶質(zhì)與溶劑原子價差越大，點陣應(yīng)變差越大，則強化效果越顯著?！　　?/pre>








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