基本介紹
- 書名：金屬液態成形原理
- 作者：戴斌煜
- ISBN：9787118069426
- 頁數：196頁
- 定價：26
- 出版社： 國防工業出版社
- 出版時間：2010年7月1日
- 裝幀：平裝
- 開本：16
內容簡介,目錄,
內容簡介
《普通高等院校"十一五"規劃教材·金屬液態成形原理》系統闡明了液態金屬成形基本原理、液態金屬的結構和性質、液態金屬凝固過程中的傳熱與傳質、金屬結晶的基本規律及結晶組織的控制、鑄件形成過程中各種缺陷的形成機理及預防途徑，並介紹了液態金屬在特殊條件下的凝固與鹹形。本書既注重理論分析，更注重實際套用，既保留了“鑄件成形理論”的基礎內容，又儘可能反映國內外最新科研成果。全書重點突出，具有很強的科學性和實用性。
本書可作為高等學校材料成形與控制工程專業本科生教材，也可供從事相關專業的工程技術人員參考。
本書可作為高等學校材料成形與控制工程專業本科生教材，也可供從事相關專業的工程技術人員參考。
目錄
金屬液態成形原理
緒論……………………1
第1章 液態金屬的結構和性質……………………3
1.1 液態金屬的結構……………………3
1.1.1 液體與固體、氣體結構比較及衍射特徵……………………3
1.1.2 由物質熔化(汽化)過程認識液態金屬的結構……………………5
1.1.3 液態金屬結構的理論模型……………………7
1.1.4 實際金屬的液態結構……………………9
1.2 液態金屬的性質……………………10
1.2.1 液態金屬的黏度……………………10
1.2.2 液態金屬的表面張力……………………14
1.3 液態金屬的充型能力……………………21
1.3.1 充型能力的概念及其測定方法……………………21
1.3.2 液態金屬停止流動機理及充型能力的計算……………………23
1.3.3 影響液態金屬充型能力的因素及提高充型能力的措施……………………26
思考與練習……………………31
第2章 鑄件凝固過程中的傳熱及液體流動……………………32
2.1 鑄件凝固溫度場……………………32
2.1.1 導熱的基本概念和定律……………………32
2.1.2 數學解析法……………………33
2.1.3 數值模擬法……………………37
2.1.4 測溫法……………………38
2.1.5 不同界面熱阻條件下的溫度場……………………39
2.1.6 影響鑄件溫度場的因素……………………40
2.2 鑄件的凝固方式……………………42
2.2.1 凝固動態曲線……………………42
2.2.2 凝固區結構及特徵……………………44
2.2.3 鑄件的凝固方式及其影響因素……………………45
2.3 鑄件的凝固時間……………………47
2.3.1 平方根定律……………………47
2.3.2 當量厚度法則……………………49
2.4 鑄件凝固過程中的液體流動……………………50
2.4.1 凝固過程中液相區的液體流動……………………50
2.4.2 液態金屬在枝晶間的流動……………………52
思考與練習……………………53
第3章 液態金屬凝固熱力學及動力學……………………54
3.1 液態金屬凝固熱力學……………………54
3.1.1 液態金屬凝固熱力學條件……………………54
3.1.2 液態金屬凝固過程中能量的增加……………………55
3.2 均質形核……………………56
3.2.1 形核功……………………57
3.2.2 形核率……………………58
3.3 非均質形核……………………60
3.3.1 形核功及形核速率……………………60
3.3.2 形核劑的條件……………………62
3.3.3 影響非均質形核的因素……………………62
3.4 純金屬晶體生長……………………63
3.4.1 晶體巨觀生長方式……………………64
3.4.2 晶體微觀生長方式……………………65
思考與練習……………………71
第4章 單相及多相合金的凝固……………………73
4.1 凝固過程的溶質再分配……………………73
4.1.1 溶質再分配現象的產生……………………73
4.1.2 溶質平衡分配係數……………………74
4.1.3 平衡凝固時的溶質再分配……………………75
4.1.4 近平衡凝固時溶質再分配……………………76
4.2 固—液界面前沿的成分過冷……………………82
4.2.1 成分過冷的產生……………………83
4.2.2 成分過冷對單相合金結晶形態的影響……………………85
4.3 多相合金的凝固……………………91
4.3.1 共晶合金的凝固……………………91
4.3.2 包晶合金的凝固……………………99
4.3.3 偏晶合金的凝固……………………101
思考與練習……………………103
第5章 鑄件巨觀組織及其控制……………………105
5.1 鑄件的巨觀組織……………………105
5.2 表層細晶區及內部柱狀晶區的形成……………………106
5.2.1 表層細晶粒區的形成……………………106
5.2.2 柱狀枝晶區的形成……………………106
5.3 中心等軸晶的形成……………………107
5.3.1 過冷液體中非均質形核理論……………………107
5.3.2 型壁晶粒脫落與游離理論……………………108
5.3.3 枝晶熔斷理論……………………110
5.3.4 結晶雨理論……………………110
5.4 鑄件晶粒組織的控制……………………110
5.4.1 合理控制熱學條件……………………110
5.4.2 向合金熔體中加入形核劑……………………113
5.4.3 動力學細化……………………113
思考與練習……………………115
第6章 鑄件的縮孔與縮松……………………116
6.1 收縮的基本概念……………………116
6.1.1 液態收縮……………………117
6.1.2 凝固收縮……………………117
6.1.3 固態收縮……………………118
6.1.4 鑄件的收縮……………………119
6.2 縮孔及縮松……………………120
6.2.1 縮孔……………………121
6.2.2 縮松……………………122
6.2.3 鑄鐵件的縮孔與縮松……………………123
6.3 影響縮孔與縮松的因素及防止措施……………………124
6.3.1 影響縮孔與縮松的因素……………………124
6.3.2 影響灰鑄鐵和球墨鑄鐵縮孔和縮松的因素……………………125
6.3.3 防止和消除鑄件縮孔與縮松的途徑……………………125
思考與練習……………………129
第7章 鑄件中的成分偏析……………………130
7.1 微觀偏析……………………130
7.1.1 晶內偏析……………………130
7.1.2 晶界偏析……………………132
7.2 巨觀偏析……………………133
7.2.1 正常偏析……………………133
7.2.2 逆偏析……………………134
7.2.3 V形偏析和逆V形偏析……………………134
7.2.4 帶狀偏析……………………135
7.2.5 重力偏析……………………136
思考與練習……………………136
第8章 鑄件中的氣孔與夾雜物……………………138
8.1 鑄造過程中的氣體及其來源……………………138
8.1.1 氣體的來源……………………138
8.1.2 氣體的種類與存在形態……………………138
8.1.3 氣體對鑄件質量的影響……………………139
8.2 氣體在金屬液中的溶解與析出……………………140
8.2.1 氣體的溶解……………………140
8.2.2 氣體的析出……………………144
8.3 鑄件中的氣孔……………………147
8.3.1 析出性氣孔……………………147
8.3.2 反應性氣孔……………………150
8.3.3 侵入性氣孔……………………153
8.4 鑄件中的非金屬夾雜物……………………155
8.4.1 夾雜物的來源與分類……………………155
8.4.2 一次夾雜物……………………157
8.4.3 二次氧化夾雜物……………………159
8.4.4 偏析夾雜物……………………160
思考與練習……………………163
第9章 鑄造應力、變形及裂紋……………………164
9.1 鑄造應力……………………164
9.1.1 熱應力……………………164
9.1.2 相變力……………………168
9.1.3 機械阻礙應力……………………169
9.1.4 減小及消除鑄造應力的措施……………………169
9.2 鑄件的變形與冷裂……………………170
9.2.1 鑄件的變形……………………170
9.2.2 鑄件的冷裂……………………172
9.3 鑄件的熱裂……………………173
9.3.1 熱裂的分類和形貌特徵……………………174
9.3.2 熱裂的形成機理……………………175
9.3.3 影響熱裂形成的因素……………………177
9.3.4 防止熱裂的途徑……………………181
思考與練習……………………182
第10章 液態金屬在特殊條件下的凝固與成形……………………183
10.1 快速凝固……………………183
10.1.1 快速凝固簡介……………………183
10.1.2 快速凝固過程的動力學與熱力學基礎……………………183
10.1.3 快速凝固的特徵……………………184
10.1.4 快速凝固方法……………………187
10.2 定向凝固與單晶生長……………………188
10.2.1 概述……………………188
10.2.2 定向凝固的理論基礎……………………188
10.2.3 定向凝固工藝……………………190
10.2.4 單晶製備……………………194
思考與練習……………………195
參考文獻……………………196"
緒論……………………1
第1章 液態金屬的結構和性質……………………3
1.1 液態金屬的結構……………………3
1.1.1 液體與固體、氣體結構比較及衍射特徵……………………3
1.1.2 由物質熔化(汽化)過程認識液態金屬的結構……………………5
1.1.3 液態金屬結構的理論模型……………………7
1.1.4 實際金屬的液態結構……………………9
1.2 液態金屬的性質……………………10
1.2.1 液態金屬的黏度……………………10
1.2.2 液態金屬的表面張力……………………14
1.3 液態金屬的充型能力……………………21
1.3.1 充型能力的概念及其測定方法……………………21
1.3.2 液態金屬停止流動機理及充型能力的計算……………………23
1.3.3 影響液態金屬充型能力的因素及提高充型能力的措施……………………26
思考與練習……………………31
第2章 鑄件凝固過程中的傳熱及液體流動……………………32
2.1 鑄件凝固溫度場……………………32
2.1.1 導熱的基本概念和定律……………………32
2.1.2 數學解析法……………………33
2.1.3 數值模擬法……………………37
2.1.4 測溫法……………………38
2.1.5 不同界面熱阻條件下的溫度場……………………39
2.1.6 影響鑄件溫度場的因素……………………40
2.2 鑄件的凝固方式……………………42
2.2.1 凝固動態曲線……………………42
2.2.2 凝固區結構及特徵……………………44
2.2.3 鑄件的凝固方式及其影響因素……………………45
2.3 鑄件的凝固時間……………………47
2.3.1 平方根定律……………………47
2.3.2 當量厚度法則……………………49
2.4 鑄件凝固過程中的液體流動……………………50
2.4.1 凝固過程中液相區的液體流動……………………50
2.4.2 液態金屬在枝晶間的流動……………………52
思考與練習……………………53
第3章 液態金屬凝固熱力學及動力學……………………54
3.1 液態金屬凝固熱力學……………………54
3.1.1 液態金屬凝固熱力學條件……………………54
3.1.2 液態金屬凝固過程中能量的增加……………………55
3.2 均質形核……………………56
3.2.1 形核功……………………57
3.2.2 形核率……………………58
3.3 非均質形核……………………60
3.3.1 形核功及形核速率……………………60
3.3.2 形核劑的條件……………………62
3.3.3 影響非均質形核的因素……………………62
3.4 純金屬晶體生長……………………63
3.4.1 晶體巨觀生長方式……………………64
3.4.2 晶體微觀生長方式……………………65
思考與練習……………………71
第4章 單相及多相合金的凝固……………………73
4.1 凝固過程的溶質再分配……………………73
4.1.1 溶質再分配現象的產生……………………73
4.1.2 溶質平衡分配係數……………………74
4.1.3 平衡凝固時的溶質再分配……………………75
4.1.4 近平衡凝固時溶質再分配……………………76
4.2 固—液界面前沿的成分過冷……………………82
4.2.1 成分過冷的產生……………………83
4.2.2 成分過冷對單相合金結晶形態的影響……………………85
4.3 多相合金的凝固……………………91
4.3.1 共晶合金的凝固……………………91
4.3.2 包晶合金的凝固……………………99
4.3.3 偏晶合金的凝固……………………101
思考與練習……………………103
第5章 鑄件巨觀組織及其控制……………………105
5.1 鑄件的巨觀組織……………………105
5.2 表層細晶區及內部柱狀晶區的形成……………………106
5.2.1 表層細晶粒區的形成……………………106
5.2.2 柱狀枝晶區的形成……………………106
5.3 中心等軸晶的形成……………………107
5.3.1 過冷液體中非均質形核理論……………………107
5.3.2 型壁晶粒脫落與游離理論……………………108
5.3.3 枝晶熔斷理論……………………110
5.3.4 結晶雨理論……………………110
5.4 鑄件晶粒組織的控制……………………110
5.4.1 合理控制熱學條件……………………110
5.4.2 向合金熔體中加入形核劑……………………113
5.4.3 動力學細化……………………113
思考與練習……………………115
第6章 鑄件的縮孔與縮松……………………116
6.1 收縮的基本概念……………………116
6.1.1 液態收縮……………………117
6.1.2 凝固收縮……………………117
6.1.3 固態收縮……………………118
6.1.4 鑄件的收縮……………………119
6.2 縮孔及縮松……………………120
6.2.1 縮孔……………………121
6.2.2 縮松……………………122
6.2.3 鑄鐵件的縮孔與縮松……………………123
6.3 影響縮孔與縮松的因素及防止措施……………………124
6.3.1 影響縮孔與縮松的因素……………………124
6.3.2 影響灰鑄鐵和球墨鑄鐵縮孔和縮松的因素……………………125
6.3.3 防止和消除鑄件縮孔與縮松的途徑……………………125
思考與練習……………………129
第7章 鑄件中的成分偏析……………………130
7.1 微觀偏析……………………130
7.1.1 晶內偏析……………………130
7.1.2 晶界偏析……………………132
7.2 巨觀偏析……………………133
7.2.1 正常偏析……………………133
7.2.2 逆偏析……………………134
7.2.3 V形偏析和逆V形偏析……………………134
7.2.4 帶狀偏析……………………135
7.2.5 重力偏析……………………136
思考與練習……………………136
第8章 鑄件中的氣孔與夾雜物……………………138
8.1 鑄造過程中的氣體及其來源……………………138
8.1.1 氣體的來源……………………138
8.1.2 氣體的種類與存在形態……………………138
8.1.3 氣體對鑄件質量的影響……………………139
8.2 氣體在金屬液中的溶解與析出……………………140
8.2.1 氣體的溶解……………………140
8.2.2 氣體的析出……………………144
8.3 鑄件中的氣孔……………………147
8.3.1 析出性氣孔……………………147
8.3.2 反應性氣孔……………………150
8.3.3 侵入性氣孔……………………153
8.4 鑄件中的非金屬夾雜物……………………155
8.4.1 夾雜物的來源與分類……………………155
8.4.2 一次夾雜物……………………157
8.4.3 二次氧化夾雜物……………………159
8.4.4 偏析夾雜物……………………160
思考與練習……………………163
第9章 鑄造應力、變形及裂紋……………………164
9.1 鑄造應力……………………164
9.1.1 熱應力……………………164
9.1.2 相變力……………………168
9.1.3 機械阻礙應力……………………169
9.1.4 減小及消除鑄造應力的措施……………………169
9.2 鑄件的變形與冷裂……………………170
9.2.1 鑄件的變形……………………170
9.2.2 鑄件的冷裂……………………172
9.3 鑄件的熱裂……………………173
9.3.1 熱裂的分類和形貌特徵……………………174
9.3.2 熱裂的形成機理……………………175
9.3.3 影響熱裂形成的因素……………………177
9.3.4 防止熱裂的途徑……………………181
思考與練習……………………182
第10章 液態金屬在特殊條件下的凝固與成形……………………183
10.1 快速凝固……………………183
10.1.1 快速凝固簡介……………………183
10.1.2 快速凝固過程的動力學與熱力學基礎……………………183
10.1.3 快速凝固的特徵……………………184
10.1.4 快速凝固方法……………………187
10.2 定向凝固與單晶生長……………………188
10.2.1 概述……………………188
10.2.2 定向凝固的理論基礎……………………188
10.2.3 定向凝固工藝……………………190
10.2.4 單晶製備……………………194
思考與練習……………………195
參考文獻……………………196"
