快速凝固粉末鋁合金

前言

快速凝固是一項(xiàng)新的科學(xué)技術(shù)，自20世紀(jì)60年代問(wèn)世以來(lái)，受到材料科學(xué)界普遍重視?？焖倌碳夹g(shù)的出現(xiàn)無(wú)論對(duì)合金成分的設(shè)計(jì)還是對(duì)合金的微觀結(jié)構(gòu)以及宏觀特性都產(chǎn)生了深刻的影響，它給新型合金的制備開(kāi)辟了一條嶄新的道路，有力地推動(dòng)了材料科學(xué)的發(fā)展。但快速凝固材料受到冷卻速度的限制，只能生產(chǎn)一維尺寸很小的帶材或二維尺寸很小的絲材以及三維尺寸很小的粉材。材料的尺寸因素?zé)o疑將影響快速凝固材料的應(yīng)用范圍，特別在制備大尺寸的快速凝固材料方面受到很大的約束。近50多年來(lái)，為了開(kāi)發(fā)新型的大尺寸快速凝固材料又發(fā)展了一門(mén)新型的制備技術(shù)，即快速凝固一粉末冶金技術(shù)（RS－PM技術(shù)）。所謂RS－PM技術(shù)是關(guān)于通過(guò)快速方法制備非晶、準(zhǔn)晶和制備大塊微晶粉末；通過(guò)粉末冶金工藝在保持亞穩(wěn)結(jié)構(gòu)下制備大塊非晶、準(zhǔn)晶粉末材料，在保持亞穩(wěn)晶態(tài)下制備大塊微晶材料的技術(shù)?？焖倌桃环勰┮苯鸺夹g(shù)的產(chǎn)生引起了材料科學(xué)和粉末冶金界的極大重視，也引起了工業(yè)界的極大興趣，并且在制備新型合金材料中起著非常重要的作用。粉末冶金高溫合金、粉末冶金高速鋼和粉末冶金鋁合金是快速凝固粉末冶金技術(shù)取得的最重要成果。特別是噴射沉積技術(shù)的出現(xiàn)，使快速凝固粉末冶金材料得到長(zhǎng)足的發(fā)展。作者長(zhǎng)期從事快速凝固粉末鋁合金的研究，對(duì)多種鋁合金材料進(jìn)行過(guò)研究。在研究過(guò)程中深感國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究還很不夠，甚至有的是在重復(fù)國(guó)外的一些早期工作。撰寫(xiě)此書(shū)的目的是為了盡快地改變這種現(xiàn)狀。本書(shū)可供在這些領(lǐng)域從事科研和技術(shù)工作的人員參考，也可以作為粉末冶金、金屬材料、復(fù)合材料等專(zhuān)業(yè)的研究生教學(xué)之用。由于內(nèi)容較多，篇幅有限，特別是作者的水平有限，書(shū)中若有疏漏之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。在本書(shū)中有關(guān)1980年以前的文獻(xiàn)大多都沒(méi)有列出，在這里向所有論文作者表示深切敬意。湖南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的傅定發(fā)、袁武華、陳剛等老師，賀毅強(qiáng)、張昊、李微、劉俊偉、周濤、姜勇、孫有平、陳建林博士生和碩士研究生郝亮、樊戀等人參加了此書(shū)的部分工作，在此深表謝意，并對(duì)冶金工業(yè)出版社的熱情支持表示衷心感謝。

內(nèi)容概要

本書(shū)全面介紹了快速凝固粉末冶金技術(shù)和工藝，內(nèi)容包括：快速凝固粉末冶金技術(shù)的發(fā)展、快速凝固制備技術(shù)、快速凝固制備理論、快速凝固鋁鋰合金、快速凝固鋁鐵合金、快速凝固高強(qiáng)鋁合金、快速凝固鋁硅合金和快速凝固鋁合金應(yīng)用等。    本書(shū)內(nèi)容新穎、信息量大，理論與實(shí)踐兼顧，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值和理論參考價(jià)值，可供從事粉末冶金、鑄造冶金、材料、機(jī)械等領(lǐng)域的工程技術(shù)人員參考，特別適合作為粉末冶金、金屬材料等專(zhuān)業(yè)研究生的教學(xué)用書(shū)或參考書(shū)。

書(shū)籍目錄

1 快速凝固粉末冶金技術(shù)的發(fā)展　1.1 粉末冶金技術(shù)的發(fā)展　1.2 快速凝固粉末冶金技術(shù)的發(fā)展　1.3 快速凝固粉末鋁合金的發(fā)展　　1.3.1 粉末高比強(qiáng)鋁合金　　1.3.2 粉末耐熱鋁合金　　1.3.3 粉末高強(qiáng)度鋁合金　　1.3.4 快速凝固鋁硅耐磨合金　參考文獻(xiàn)2 快速凝固制備技術(shù)　2.1 快速凝固粉末制備方法　　2.1.1 霧粒法　　2.1.2 噴射沉積法　　2.1.3 熔體自旋法　　2.1.4 表面熔融法　2.2 快速凝固粉末冶金材料熱致密化技術(shù)　　2.2.1 快速凝固粉末體熱致密化概論　　2.2.2 快速凝固粉末致密化技術(shù)　　2.2.3 噴射沉積坯的熱加工　參考文獻(xiàn)3 快速凝固制備理論　3.1 快速凝固技術(shù)的基本原理　　3.1.1 急冷凝固原理　　3.1.2 大過(guò)冷凝固技術(shù)　3.2 熔體的過(guò)冷和再輝　　3.2.1 熔體的過(guò)冷　　3.2.2 再輝現(xiàn)象　3.3 快速凝固時(shí)的熱流　3.4 快速凝固過(guò)程的熱力學(xué)　　3.4.1 亞穩(wěn)相圖　　3.4.2 T。線(xiàn)　3.5 快速凝固過(guò)程的動(dòng)力學(xué)　　3.5.1 T。線(xiàn)與快速凝固　　3.5.2 快速凝固時(shí)的形核動(dòng)力學(xué)　3.6 快速凝固過(guò)程中的溶質(zhì)分配　　3.6.1 非平衡溶質(zhì)分配　　3.6.2 無(wú)溶質(zhì)分配凝固　3.7 快速凝固鋁合金的組織演變規(guī)律及機(jī)理　　3.7.1 快速凝固組織　　3.7.2 微觀組織的A區(qū)與8區(qū)　　3.7.3 枝晶臂間距　　3.7.4 晶粒尺寸　　3.7.5 相選擇特點(diǎn)　參考文獻(xiàn)4 快速凝固A1-Li合金　4.1 A1-Li合金概述　　4.1.1 A1-Li合金的發(fā)展歷史　　4.1.2 A1-Li合金的分類(lèi)和牌號(hào)　　4.1.3 A1-Li合金的二元相圖與組織，　　4.1.4 A1-Li合金的時(shí)效析出　4.2 A1-Li合金強(qiáng)韌化　　4.2.1 A1-Li合金的強(qiáng)化機(jī)制　　4.2.2 A1-Li合金的塑韌性　　4.2.3 A1-Li合金的強(qiáng)韌化途徑　4.3 A1-Li合金的疲勞與斷裂特征　　4.3.1 A1-Li合金的疲勞特性　　4.3.2 A1-Li合金的斷裂特性　4.4 快速凝固A1-Li合金　　4.4.1 A1-Li合金的熔煉和鑄造　　4.4.2 快速凝固粉末冶金A1-Li合金　　4.4.3 快速凝固粉末A1-Li合金的塑韌性　　4.4.4 快速凝固粉末A1-Li合金的發(fā)展趨勢(shì)　參考文獻(xiàn)5 快速凝固A1-Fe合金　5.1 快速凝固耐熱鋁合金概述　5.2 快速凝固A1-Li合金的組織結(jié)構(gòu)號(hào)情能　……6 快速凝固高強(qiáng)鋁合金7 快速凝固A1-Si合金8 快速凝固鋁合金的應(yīng)用

章節(jié)摘錄

插圖：1 快速凝固粉末冶金技術(shù)的發(fā)展1.1 粉末冶金技術(shù)的發(fā)展人類(lèi)制造了材料，材料也創(chuàng)造了人類(lèi)文明。人類(lèi)初期發(fā)展的重要材料都具有劃時(shí)代的意義，如石器時(shí)代、青銅時(shí)代和鐵器時(shí)代；但是在青銅時(shí)代同期存在一個(gè)鮮為人知的塊煉鐵時(shí)代。所謂塊煉鐵技術(shù)就是用一種風(fēng)箱把氧化鐵粉在炭火中加熱，做成海綿狀還原鐵，然后把這些多孔鐵高溫鍛造，作為黏鐵的金屬塊，再加以反復(fù)錘鍛，經(jīng)過(guò)“千錘百煉”打造成所需要的器件，這樣制造的鐵器有的有孔隙，有的含有很多雜質(zhì)，但是其中也有的具有良好的致密組織。塊煉鐵技術(shù)距今已有5000年的歷史（紀(jì)元前3000年），埃及人用這個(gè)方法制作了各種器具。Kieffer認(rèn)為，塊煉鐵技術(shù)就是粉末冶金技術(shù)的起源，即古代的粉末冶金技術(shù)。根據(jù)考古資料，粉末冶金的發(fā)源地應(yīng)該在波斯的東北部。也有說(shuō)是起源于亞洲，經(jīng)過(guò)印度、埃及、巴比倫而輸人到歐洲的。雷內(nèi)加戴1954年出版的書(shū)《Der Schwarze Hephastus》中說(shuō)：他在非洲探險(xiǎn)時(shí)，調(diào)查黑人鐵匠爐，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在中非，用燒結(jié)法和鍛造法制作鐵器，所用的方法正和幾千年前一樣。于是雷內(nèi)加戴相信這種技術(shù)確實(shí)是從亞洲經(jīng)過(guò)印度、巴比倫輸入該地區(qū)的。而且談到這種技術(shù)至今還在遠(yuǎn)離北喀麥隆，孤立的曼達(dá)拉山殘存著。關(guān)于這本書(shū)的內(nèi)容，Kieffer等人曾摘錄過(guò)，認(rèn)為這些北喀麥隆人從沖積期的礦床及河川拾到磁鐵礦石，用豆粒大的木炭，在爐火中還原以制備鐵粉，它的使用方法是在垂直爐體的中央，立著一根黏土制的管，這是為了送進(jìn)空氣并進(jìn)行預(yù)熱用的通道，頂上有手動(dòng)的二重操作風(fēng)箱。開(kāi)始作業(yè)時(shí)，往爐內(nèi)裝木炭超過(guò)爐高的一半時(shí)，用黏土封閉橢圓形的爐門(mén)，在爐內(nèi)點(diǎn)火。溫度升高后，在近爐底處，開(kāi)一出渣口，然后每隔15min，將一些礦石和一些木炭從上方的入口處裝入；隨后，把口封閉，稍往上一點(diǎn)開(kāi)一新的出渣口，約24h，操作完畢，這時(shí)把爐打開(kāi)，取出海綿狀鐵塊投入水中。把這種海綿狀鐵破碎成豆粒大小，盡量除去其中的木炭、爐渣、石英等的殘?jiān)?。然后把粗粒用石器搗碎成粉狀，再加以提純，分成黏鐵粒和片狀粉。把砂粒大小的鐵粉，裝滿(mǎn)黏土制的罐中，以最大的松裝密度盡可能充分裝滿(mǎn)。然后把這些罐用黏土做成蓋蓋好，并用黏土溜縫，在木炭火的還原氣氛中燒結(jié)。完成后，把坩堝打碎，取出燒結(jié)鐵塊，在木炭火中，用大石錘錘打鍛造，隨后退火，反復(fù)錘打多次，做成各種式樣的兵器、工具和裝飾品。

編輯推薦

《快速凝固粉末鋁合金》可供在這些領(lǐng)域從事科研和技術(shù)工作的人員參考，也可以作為粉末冶金、金屬材料、復(fù)合材料等專(zhuān)業(yè)的研究生教學(xué)之用。由于內(nèi)容較多，篇幅有限，特別是作者的水平有限，書(shū)中若有疏漏之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

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