《金屬凝固組織細化技術基礎》是2018年7月1日科學出版社出版的圖書，作者是翟啟傑。
基本介紹
- 書名：金屬凝固組織細化技術基礎
- 作者：翟啟傑
- ISBN：9787030580863
- 定價：158.00
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2018年7月1日
內容簡介,作者簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書首先簡要介紹經典凝固理論以及靠前外金屬凝固組織細化技術的研究和套用進展，然後詳細介紹申請人及其團隊十幾年在金屬凝固過程，特別是金屬凝固組織細化技術方面的研究成果，重點闡述低過熱度低溫度梯度、溫度擾動與成分擾動、脈衝電流、脈衝磁場、脈衝磁致振盪和超音波細化金屬凝固組織的基本原理和套用技術。
作者簡介
1982年在東北大學獲得學士學位，1986年在瀋陽工業大學獲得碩士學位，1991年在北京科技大學獲得博士學位。歷任北京科技大學鑄造教研室主任和鑄造研究所所長，1996年被冶金部批准破格晉升教授，1999年被批准為博士生導師。2000年來到上海大學工作，歷任材料學院副院長、科研處處長、研究生部主任，現任上海大學校長助理兼學科辦主任。
長期從事金屬凝固理論與控制技術、鑄造合金與工藝等方面的研究，近期研究重點是金屬凝固組織細化技術。辯證地運用熱力學理論，提出了溫度擾動、成分擾動等凝固細晶新技術；科學闡述了脈衝電流細化金屬凝固組織的機理和條件，解決了大型鋼錠組織粗大和巨觀偏析問題，並在此基礎上提出了磁致振盪凝固細晶新技術；系統研究了超音波在金屬凝固過程中的行為和規律，解決了在高溫金屬熔體中導入超音波的難題。深入研究了氮、釩、鈮等微量元素在鑄造合金中的行為及作用，開發出高碳高強度灰鑄鐵、含釩貝氏體球鐵、含鈮耐熱抗磨鑄鐵和微合金高錳鋼等新材料。解決了不相容合金複合鑄造難題，開發出高鉻/球墨鑄鐵離心鑄造雙金屬複合輥圈、貝氏體/球墨鑄鐵複合軋輥等新產品。先後承擔國家973、863、國家攻關、自然科學基金等國家及企業協作項目50餘項。申報及獲得發明專利22項，發表學術論文220餘篇，出版專著2部，獲國家部委和地方科技進步獎5項，有11項技術成果投入套用。
圖書目錄
前言
第1章 金屬液態結構 1
1.1 液態金屬結構簡介 1
1.1.1 液態金屬結構特徵 2
1.1.2 液態金屬結構的分布函式理論 4
1.1.3 液態結構測定的X射線衍射技術 6
1.2 高潔淨鋼的液態結構 8
1.2.1 熱歷史對純鐵液態結構的影響 8
1.2.2 Fe-C二元合金的液態結構 14
參考文獻 17
第2章 金屬凝固的熱力學及動力學基礎 19
2.1 凝固熱力學 19
2.1.1 純金屬的凝固 19
2.1.2 二元合金的穩定相平衡 21
2.1.3 溶質平衡分配係數 23
2.1.4 固液相界面成分 24
2.2 凝固動力學 25
2.2.1 形核 25
2.2.2 晶核生長 31
2.2.3 晶體生長的界面動力學 34
參考文獻 38
第3章 金屬凝固組織的形成與影響因素 40
3.1 金屬凝固組織的典型形態 40
3.1.1 激冷晶區 41
3.1.2 柱狀晶區 41
3.1.3 等軸晶區 41
3.2 影響凝固組織的因素 44
3.2.1 熔體的流動 44
3.2.2 澆注溫度 46
3.2.3 鑄型性質及其他因素 46
3.3 凝固方式與組織 47
3.4 熔體的結晶與組織 49
3.4.1 單相合金的結晶 49
3.4.2 多相合金的凝固 58
參考文獻 62
第4章 金屬凝固組織細化技術套用現狀 64
4.1 化學處理法 64
4.1.1 孕育處理 65
4.1.2 變質處理 67
4.2 動力學細化法 69
4.2.1 澆注過程控制技術 69
4.2.2 機械攪拌或振動技術 69
4.2.3 電磁攪拌技術 71
4.3 氧化物冶金技術 74
4.4 快速凝固法 76
4.4.1 急冷技術 76
4.4.2 深過冷技術 77
4.4.3 霧化技術 79
參考文獻 80
第5章 低過熱度低溫度梯度凝固細晶技術 87
5.1 過熱度對金屬凝固組織的影響 87
5.1.1 過熱度對金屬液生核能力的影響 87
5.1.2 過熱度對凝固組織的影響 91
5.2 溫度梯度對金屬凝固組織的影響 98
5.3 低過熱度低溫度梯度凝固細晶技術 100
5.3.1 水冷水口技術 100
5.3.2 複式結晶器技術 104
5.3.3 複式結晶器傳熱特徵 106
5.3.4 複式結晶器鑄坯凝固組織 108
參考文獻 110
第6章 溫度擾動與成分擾動凝固細晶技術 112
6.1 概述 112
6.2 溫度擾動和成分擾動的熱力學原理 113
6.3 成分擾動生核劑成分的選擇 116
6.3.1 熱力學模型 116
6.3.2 計算結果討論 118
6.4 溫度擾動和成分擾動凝固細晶技術 119
6.4.1 溫度擾動和成分擾動對Q235鋼凝固組織的影響 119
6.4.2 溫度擾動和成分擾動對GCr15軸承鋼凝固組織的影響 123
參考文獻 130
第7章 脈衝電流凝固細晶技術 131
7.1 脈衝電流在金屬熔體中的效應 131
7.1.1 脈衝電流特點 131
7.1.2 脈衝電流效應 131
7.2 脈衝電流對金屬凝固組織的影響 133
7.2.1 脈衝電流對巨觀凝固組織的影響 133
7.2.2 脈衝電流對微觀凝固組織的影響 138
7.3 脈衝電流細化凝固組織的機制 144
7.3.1 異質形核機制 144
7.3.2 原子團簇機制 145
7.3.3 枝晶斷裂機制 146
7.3.4 結晶雨機制 146
7.4 脈衝電流處理工藝對細化效果的影響 151
7.4.1 脈衝電流引入方式對細化效率的影響 151
7.4.2 電極插入深度對細化效果的影響 153
7.4.3 過熱度對凝固組織的影響 155
參考文獻 156
第8章 脈衝磁場凝固細晶技術 158
8.1 脈衝磁場對金屬凝固組織和凝固特性的影響 159
8.1.1 脈衝磁場對純鋁凝固組織的影響 159
8.1.2 脈衝磁場對純鋁凝固特性的影響 162
8.2 脈衝磁場對奧氏體不鏽鋼凝固組織和凝固特性的影響 167
8.2.1 脈衝磁場作用下奧氏體不鏽鋼巨觀凝固組織的演化 167
8.2.2 脈衝磁場作用下奧氏體不鏽鋼微觀凝固組織的演化 170
8.2.3 脈衝磁場的“磁致增殖”效應 172
8.2.4 脈衝磁場對奧氏體不鏽鋼凝固時間的影響 174
8.3 脈衝磁場作用下奧氏體不鏽鋼的定向凝固 175
8.3.1 奧氏體不鏽鋼定向凝固組織特徵 175
8.3.2 脈衝磁場作用下奧氏體不鏽鋼固液界面的穩定性 180
8.3.3 脈衝磁場對固液界面形態的影響機制——磁致成分過冷 185
8.4 脈衝磁場作用下的形核功與形核速率 188
8.4.1 脈衝磁場對形核功和臨界晶核半徑的影響 188
8.4.2 脈衝磁場對形核速率的影響 190
參考文獻 192
第9章 超音波凝固細晶技術概述 194
9.1 超音波在液態介質中的傳播效應 194
9.1.1 空化效應 194
9.1.2 聲流效應 194
9.1.3 衰減效應 196
9.2 超音波處理工藝 196
9.3 超音波處理對鋁矽合金凝固特性的影響 197
9.3.1 超音波處理對鋁矽合金凝固組織的影響 197
9.3.2 超音波處理對鋁矽合金力學性能的影響 201
9.3.3 超音波處理對鋁矽合金凝固過程的熱分析 202
9.4 超音波處理對奧氏體不鏽鋼凝固特性的影響 204
9.4.1 超音波處理下的奧氏體不鏽鋼凝固組織 205
9.4.2 超音波處理對奧氏體不鏽鋼力學性能的影響 210
9.4.3 超音波處理對不鏽鋼抗腐蝕性能的影響 213
9.4.4 超音波處理對奧氏體不鏽鋼凝固過程的影響 214
9.5 超音波處理對金屬凝固過程影響的機理 217
9.5.1 超音波處理下金屬凝固的形核機制 217
9.5.2 超音波處理下金屬凝固的枝晶長大過程 221
9.5.3 超音波促進鑄型表面晶粒脫落 221
9.5.4 超音波處理對平衡凝固溫度的影響 224
9.5.5 超音波在金屬凝固過程中的聲流作用及衰減行為 224
參考文獻 230
第10章 脈衝磁致振盪凝固細晶技術 234
10.1 脈衝磁致振盪凝固細晶技術簡介 234
10.2 脈衝磁致振盪凝固細晶機制 235
10.2.1 脈衝磁致振盪細晶有效作用時間 235
10.2.2 脈衝磁致振盪下晶核的運動及來源研究 237
10.2.3 脈衝磁致振盪處理對純鋁凝固過程影響的機制研究 239
10.2.4 脈衝磁致振盪作用下熔體中晶核的運動 241
10.2.5 脈衝磁致振盪作用區域 248
10.3 脈衝磁致振盪對合金凝固特性及組織的影響 250
10.3.1 脈衝磁致振盪下Sn-10.4%Sb合金凝固組織 250
10.3.2 脈衝磁致振盪對鐵素體不鏽鋼凝固特性及組織的影響 253
10.4 脈衝磁致振盪對晶體生長過程的影響 256
10.4.1 鋁銅合金定向凝固組織生長穩定性及固液界面形態 256
10.4.2 不同脈衝磁致振盪電流峰值下鋁銅合金定向凝固組織及固液界面形態 258
10.4.3 脈衝磁致振盪峰值電流對一次枝晶間距的影響 260
10.4.4 脈衝磁致振盪處理頻率對固液界面形態和穩定性的影響 263
10.4.5 脈衝磁致振盪對固液界面形態的影響機制 264
10.5 脈衝磁致振盪凝固技術近期進展 265
參考文獻 268
