本書為“材料加工工程”專業(yè)方向主干教材之一。全書以基本理論及應(yīng)用技術(shù)為主,包括材料加工機(jī)械、冶金等多領(lǐng)域有關(guān)凝固原理及凝固技術(shù)的最新成果及進(jìn)展,體現(xiàn)新世紀(jì)材料加工學(xué)科中多領(lǐng)域交叉特色。
內(nèi)容共分為11章,主要介紹了液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、液態(tài)金屬凝固熱力學(xué)及動力學(xué)、凝固過程中的溶質(zhì)再分配、單相合金凝固、多相合金凝固、金屬熔體控制、鑄件凝固組織控制與凝固方式、常見的凝固缺陷及控制、凝固新技術(shù),連續(xù)鑄造技術(shù)及焊接技術(shù)等內(nèi)容。
概論第一篇 凝固原理1 液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1.1 固體金屬的加熱、熔化1.2 液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)1.2.1 液態(tài)金屬的熱物理性質(zhì)1.2.2 X射線結(jié)構(gòu)分析1.2.3 液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)1.2.4 液態(tài)金屬理論結(jié)構(gòu)模型——剛球模型與PY理論1.3 液態(tài)金屬的性質(zhì)1.3.1 液態(tài)金屬的粘滯性(粘度)1.3.2 表面張力2 液態(tài)金屬凝固熱力學(xué)及動力學(xué)2.1 純金屬的凝固2.2 二元合金的凝固平衡2.3 壓力及界面曲率對凝固點的影響2.4 形核過程2.5 形核率2.6 固-液界面的結(jié)構(gòu)2.7 晶體生長3 凝固過程中的溶質(zhì)再分配3.1 溶質(zhì)再分配與平衡分配系數(shù)3.1.1 平衡溶質(zhì)分配系數(shù)3.2 非平衡凝固時的溶質(zhì)再分配3.2.1液相均勻混合時的溶質(zhì)再分配3.2.2液相中只考慮擴(kuò)散時的溶質(zhì)再分配3.2.3液相部分混合時的溶質(zhì)再分配4 單相合金凝固4.1 單相合金平衡凝固4.2 穩(wěn)態(tài)凝固4.3 液態(tài)合金凝固過程中的“成分過冷”4.3.1 “成分過冷”產(chǎn)生的條件4.3.2 “成分過冷”的過冷度4.4 “成分過冷”對單相合金凝固過程的影響4.4.1 無“成分過冷”的平面生長4.4.2 窄成分過冷區(qū)的胞狀生長4.4.3 較寬成分過冷區(qū)的柱狀樹枝晶生長4.4.4 寬成分過冷區(qū)的自由樹枝晶生長4.4.5 樹枝晶的生長方向和枝晶間距4.4.6 晶體形貌間的關(guān)系5 多相合金凝固5.1 共晶合金的凝固5.1.1 概述5.1.2 規(guī)則共晶凝固5.1.3 非規(guī)則共晶凝固5.2 偏晶合金和包晶合金的凝固5.2.1 偏晶合金的凝固5.2.2 包晶合金的凝固第二篇 凝固控制技術(shù)6 金屬熔體控制6.1 合金熔體的凈化6.1.1 非化學(xué)反應(yīng)除氣熱力學(xué)6.1.2 非化學(xué)反應(yīng)除氣動力學(xué)6.1.3 有化學(xué)反應(yīng)的除氣熱力學(xué)與動力學(xué)6.1.4 合金熔體的凈化方法6.2 合金熔體的變質(zhì)處理6.2.1 基本概念6.2.2鋁硅合金中共晶硅的變質(zhì)處理6.2.3 鑄鐵中石墨的球化6.2.4其他變質(zhì)方法7 鑄件凝固組織控制與凝固方式7.1 鑄件凝固組織的形成7.1.1 凝固條件與凝固方式7.1.2 鑄件的典型凝固組織與形成過程7.1.3 等軸晶的形核7.1.4.鑄件典型凝固組織形態(tài)的控制7.2 等軸晶的晶粒細(xì)化7.2.1 添加晶粒細(xì)化劑法7.2.2 動力學(xué)細(xì)化法7.2.3 熔煉及澆注過程的溫度控制7.3 鑄鐵多相合金凝固過程控制7.3.1 影響鑄鐵組織的因素及控制7.3.2化學(xué)成分的影響7.3.3 冷卻速度的影響7.3.4 孕育處理的影響7.3.5 振動的影響7.4鋁合金多相合金凝固過程控制7.4.1 Al-Cu合金7.4.2 Al-Si合金7.4.3 Al-Cu-Si合金7.4.4振動能對鋁及其合金凝固和組織的影響7.4.5 壓力對鋁合金凝固過程、組織及性能的影響7.4 凝固方式7.4.1 凝固區(qū)域的結(jié)構(gòu)7.4.2 鑄件的凝固方式7.4.3 影響凝固方式的因素7.4.4 鑄件的凝固方式與鑄件質(zhì)量8 常見的凝固缺陷及控制8.1 成分偏析8.1.1 微觀偏析8.1.2 宏觀偏析8.2 凝固收縮及凝固組織致密度的控制8.2.1凝固收縮率8.2.2 縮松的形成與控制8.2.3 強(qiáng)化補(bǔ)縮的方法一保溫冒口與保溫補(bǔ)貼8.3 裂紋的形成與控制8.3.1 鑄造應(yīng)力的形成8.3.2 熱裂8.3.3 冷裂8.4 氣孔的形成與控制8.4.2 氣體的析出8.4.3 氣孔的形成機(jī)理8.4.4 防止氣孔產(chǎn)生的措施8.5 夾雜物的形成與控制8.5.1 夾雜物的來源及分類8.5.2 初生夾雜物8.5.3 二次氧化夾雜物8.5.4 次生氧化夾雜物8.5.5 焊縫中的夾雜物9 凝固新技術(shù)9.1定向凝固9.1.1 定向凝固工藝9.1.2 定向凝固技術(shù)的應(yīng)用9.2優(yōu)質(zhì)鑄件凝固9.3 深過冷凝固9.4 超常凝固9.4.1微重力下的凝固9.4.2聲懸浮技術(shù)9.4.3高壓凝固9.5 快速凝固9.5.1 快速凝固方法9.5.2 快速凝固的特征9.6 半固態(tài)金屬的特性及半固態(tài)鑄造9.6.1 半固態(tài)金屬的特性9.6.2 連續(xù)攪拌對半固態(tài)金屬凝固的影響9.6.3 半固態(tài)鑄造10 連續(xù)鑄造技術(shù)10.2 連鑄的基本方法10.2.1 立式連鑄機(jī)10.2.2 弧形連鑄機(jī)10.2.3 水平連鑄機(jī)10.3 連鑄過程凝固組織特點及質(zhì)量控制10.3.1連鑄過程凝固特點10.3.2 連鑄凝固組織、缺陷10.5連鑄連軋新技術(shù)10.6 O.C.C.連鑄技術(shù)11 焊接技術(shù)11.1 焊接方法11.2 焊接設(shè)備11.3 焊接材料11.3.1 焊條11.3.2 焊絲11.3.3 焊劑11.3.4 焊接用氣體11.4 焊接工藝11.4.1 手工電弧焊11.4.2埋弧焊11.4.3 氣體保護(hù)電弧焊11.4.4 等離子弧焊11.4.5 堆焊11.4.6氣焊11.4.7電阻焊11.4.8 釬焊11.5 焊接構(gòu)件的熱處理11.6 焊接缺陷及質(zhì)量檢測11.6.1 焊接缺陷11.6.2 焊接質(zhì)量的檢驗11.7焊接新技術(shù)11.7.1 激光焊11.7.2數(shù)字化焊接技術(shù)11.7.3 攪拌摩擦焊技術(shù)11.8焊接新技術(shù)新工藝的發(fā)展及前景11.8.1 能源方面11.8.2 計算機(jī)在焊接中的應(yīng)用11.8.3 焊接機(jī)器人和智能化11.8.4 提高焊接生產(chǎn)率參考文獻(xiàn)