金屬液態(tài)成形原理

前言

　　《金屬液態(tài)成形原理》是為適應(yīng)以鑄造合金及工藝為主的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求而編寫的基礎(chǔ)教材，著重運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論及專業(yè)知識(shí)闡明金屬液態(tài)成形的內(nèi)在規(guī)律和物理本質(zhì)。通過本課程的學(xué)習(xí)，讀者對(duì)金屬液態(tài)成形過程及其基本原理有較深入的理解，并對(duì)防止鑄造缺陷、改善鑄件質(zhì)量、提高鑄件性能方面，能夠提出有效的解決途徑?！　”緯茸⒅乩碚摲治?，更注重實(shí)際應(yīng)用，既保留了“鑄件成形理論”的基礎(chǔ)內(nèi)容，又盡可能反映國內(nèi)外最新科研成果。系統(tǒng)闡明了液態(tài)金屬成形基本原理、液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、液態(tài)金屬凝固過程中的傳熱與傳質(zhì)、金屬結(jié)晶的基本規(guī)律及結(jié)晶組織的控制、鑄件形成過程中各種缺陷的形成機(jī)理及預(yù)防途徑，最后還介紹了液態(tài)金屬在特殊條件下的凝固與成形。　　本書可作為高等學(xué)校材料成形與控制專業(yè)本科生教材，也可供從事相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。

內(nèi)容概要

　　《金屬液態(tài)成形原理》系統(tǒng)闡明了液態(tài)金屬咸形基本原理、液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、液態(tài)金屬凝固過程中的傳熱與傳質(zhì)、金屬結(jié)晶的基本規(guī)律及結(jié)晶組織的控制、鑄件形成過程中各種缺陷的形成機(jī)理及預(yù)防途徑，并介紹了液態(tài)金屬在特殊條件下的凝固與咸形?！督饘僖簯B(tài)成形原理》既注重理論分析，更注重實(shí)際應(yīng)用，既保留了“鑄件咸形理論”的基礎(chǔ)內(nèi)容，又盡可能反映國內(nèi)外最新科研成果。全書重點(diǎn)突出，具有很強(qiáng)的科學(xué)性和實(shí)用性?！督饘僖簯B(tài)成形原理》可作為高等學(xué)校材料咸形與控制工程專業(yè)本科生教材，也可供從事相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

緒論第1章 液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1.1 液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)1.1.1 液體與固體、氣體結(jié)構(gòu)比較及衍射特征1.1.2 由物質(zhì)熔化（汽化）過程認(rèn)識(shí)液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)1.1.3 液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)的理論模型1.1.4 實(shí)際金屬的液態(tài)結(jié)構(gòu)1.2 液態(tài)金屬的性質(zhì)1.2.1 液態(tài)金屬的黏度1.2.2 液態(tài)金屬的表面張力1.3 液態(tài)金屬的充型能力1.3.1 充型能力的概念及其測(cè)定方法1.3.2 液態(tài)金屬停止流動(dòng)機(jī)理及充型能力的計(jì)算1.3.3 影響液態(tài)金屬充型能力的因素及提高充型能力的措施思考與練習(xí)第2章 鑄件凝固過程中的傳熱及液體流動(dòng)2.1 鑄件凝固溫度場2.1.1 導(dǎo)熱的基本概念和定律2.1.2 數(shù)學(xué)解析法2.1.3 數(shù)值模擬法2.1.4 測(cè)溫法2.1.5 不同界面熱阻條件下的溫度場2.1.6 影響鑄件溫度場的因素2.2 鑄件的凝固方式2.2.1 凝固動(dòng)態(tài)曲線2.2.2 凝固區(qū)結(jié)構(gòu)及特征2.2.3 鑄件的凝固方式及其影響因素2.3 鑄件的凝固時(shí)間2.3.1 平方根定律2.3.2 當(dāng)量厚度法則2.4 鑄件凝固過程中的液體流動(dòng)2.4.1 凝固過程申液相區(qū)的液體流動(dòng)2.4.2 液態(tài)金屬在枝晶間的流動(dòng)思考與練習(xí)第3章 液態(tài)金屬凝固熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)3.1 液態(tài)金屬凝固熱力學(xué)3.1.1 液態(tài)金屬凝固熱力學(xué)條件3.1.2 液態(tài)金屬凝固過程中能量的增加3.2 均質(zhì)形核3.2.1 形核功3.2.2 形核率3.3 非均質(zhì)形核3.3.1 形核功及形核速率3.3.2 形核劑的條件3.3.3 影響非均質(zhì)形核的因素3.4 純金屬晶體生長3.4.1 晶體宏觀生長方式3.4.2 晶體微觀生長方式思考與練習(xí)第4章 單相及多相合金的凝固4.1 凝固過程的溶質(zhì)再分配4.1.1 溶質(zhì)再分配現(xiàn)象的產(chǎn)生4.1.2 溶質(zhì)平衡分配系數(shù)4.1.3 平衡凝固時(shí)的溶質(zhì)再分配4.1.4 近平衡凝固時(shí)溶質(zhì)再分配4.2 固一液界面前沿的成分過冷4.2.1 成分過冷的產(chǎn)生4.2.2 成分過冷對(duì)單相合金結(jié)晶形態(tài)的影響4.3 多相合金的凝固4.3.1 共晶合金的凝固4.3.2 包晶合金的凝固4.3.3 偏晶合金的凝固思考與練習(xí)第5章 鑄件宏觀組織及其控制5.1 鑄件的宏觀組織5.2 表層細(xì)晶區(qū)及內(nèi)部柱狀晶區(qū)的形成5.2.1 表層細(xì)晶粒區(qū)的形成5.2.2 柱狀枝晶區(qū)的形成5.3 中心等軸晶的形成5.3.1 過冷液體申非均質(zhì)形核理論5.3.2 型壁晶粒脫落與游離理論5.3.3 枝晶熔斷理論5.3.4 結(jié)晶雨理論5.4 鑄件晶粒組織的控制5.4.1 合理控制熱學(xué)條件5.4.2 向合金熔體申加入形核劑5.4.3 動(dòng)力學(xué)細(xì)化思考與練習(xí)第6章 鑄件的縮孔與縮松6.1 收縮的基本概念6.1.1 液態(tài)收縮6.1.2 凝固收縮6.1.3 固態(tài)收縮6.1.4 鑄件的收縮6.2 縮孔及縮松6.2.1 縮孔6.2.2 縮松6.2.3 鑄鐵件的縮孔與縮松6.3 影響縮孔與縮松的因素及防止措施6.3.1 影響縮孔與縮松的因素6.3.2 影響灰鑄鐵和球墨鑄鐵縮孔和縮松的因素6.3.3 防止和消除鑄件縮孔與縮松的途徑思考與練習(xí)第7章 鑄件中的成分偏析7.1 微觀偏析7.1.1 晶內(nèi)偏析7.1.2 晶界偏析7.2 宏觀偏析7.2.1 正常偏析7.2.2 逆偏析7.2.3 V形偏析和逆V形偏析7.2.4 帶狀偏析7.2.5 重力偏析思考與練習(xí)第8章 鑄件中的氣孔與夾雜物8.1 鑄造過程中的氣體及其來源8.1.1 氣體的來源8.1.2 氣體的種類與存在形態(tài)8.1.3 氣體對(duì)鑄件質(zhì)量的影響8.2 氣體在金屬液中的溶解與析出8.2.1 氣體的溶解8.2.2 氣體的析出8.3 鑄件中的氣孔8.3.1 析出性氣孔8.3.2 反應(yīng)性氣孔8.3.3 侵入性氣孔8.4 鑄件中的非金屬夾雜物8.4.1 夾雜物的來源與分類8.4.2 一次夾雜物8.4.3 二次氧化夾雜物8.4.4 偏析夾雜物思考與練習(xí)第9章 鑄造應(yīng)力、變形及裂紋9.1 鑄造應(yīng)力9.1.1 熱應(yīng)力9.1.2 相變力9.1.3 機(jī)械阻礙應(yīng)力9.1.4 減小及消除鑄造應(yīng)力的措施9.2 鑄件的變形與冷裂9.2.1 鑄件的變形9.2.2 鑄件的冷裂9.3 鑄件的熱裂……第10章 液態(tài)金屬在特殊條件下的凝固與成形

章節(jié)摘錄

　　金屬液態(tài)成形（又稱鑄造），是指將熔融金屬（合金）在重力場或其他外力場（壓力、離心力、電磁力、振動(dòng)慣性力等）作用下澆人一定鑄型中，冷卻并凝固而獲得具有型腔形狀制.品的成形方法。液態(tài)金屬凝固成形所獲得的制品稱之為鑄件?！　∨c塑性成形、連接成形以及切削成形等其他成形工藝相比，液態(tài)成形具有其突出的特點(diǎn)：　?。?）適應(yīng)性強(qiáng)。液態(tài)成形幾乎不受零件大小、厚薄以及復(fù)雜程度的限制，壁厚從零點(diǎn)幾毫米到數(shù)米，長度從幾毫米到十幾米，質(zhì)量從幾克到幾百噸，從形狀簡單到任意復(fù)雜的零件都可以通過液態(tài)成形工藝制造出來?！　。?）適用材料范圍廣泛。不僅金屬材料，幾乎所有工程材料，如陶瓷、有機(jī)高分子、復(fù)合材料等，特別是脆性材料都可采用液態(tài)成形技術(shù)?！　。?）成本低。鑄件的形狀及尺寸與零件非常接近，因此可減少材料消耗和后續(xù)加工量；可以大量利用廢、舊金屬材料和再生資源；易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率較高?！　〗饘僖簯B(tài)成形的基本過程是充填鑄型和冷卻凝固。這兩個(gè)基本過程在各種不同條件下完成，形成多種鑄造技術(shù)與凝固技術(shù)。　　充型是流動(dòng)與傳熱過程，使金屬材料獲得所要求的幾何形狀；鑄件的欠鑄、冷隔、氧化夾雜等缺陷與液態(tài)金屬在充型過程中流態(tài)有關(guān)，因此充型過程分析是金屬液態(tài)成形原理的一個(gè)重要內(nèi)容。分析涉及經(jīng)典流體力學(xué)、傳熱學(xué)以及金屬液態(tài)結(jié)構(gòu)、分子物理學(xué)、表面物理等。

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