前言
第1章熔融金屬1
1.1熔融金屬的結(jié)構(gòu)1
1.1.1液、固、氣三態(tài)的特性對(duì)比1
1.1.2理想純金屬的液態(tài)結(jié)構(gòu)2
1.1.3實(shí)際金屬的液態(tài)結(jié)構(gòu)3
1.2熔融金屬的性質(zhì)3
1.2.1熔融金屬的黏度3
1.2.2熔融金屬的表面張力6
1.3熔融金屬與環(huán)境的交互作用11
1.3.1金屬液與水蒸氣的反應(yīng)11
1.3.2常見(jiàn)金屬液的氣體反應(yīng)11
習(xí)題13
第2章充型15
2.1充型能力的度量方法15
2.2熔融金屬的停止流動(dòng)機(jī)理與充型能力
表征17
2.2.1熔融金屬的停止流動(dòng)機(jī)理17
2.2.2充型能力的簡(jiǎn)化計(jì)算18
2.3充型能力的影響因素及提高措施19
2.3.1影響充型能力的因素20
2.3.2提高充型能力的措施27
2.4連續(xù)流動(dòng)性28
習(xí)題29
第3章凝固傳熱30
3.1凝固傳熱的特點(diǎn)30
3.2凝固系統(tǒng)溫度場(chǎng)的研究方法32
3.2.1溫度場(chǎng)的實(shí)際測(cè)定32
3.2.2溫度場(chǎng)的數(shù)學(xué)解析35
3.2.3溫度場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算38
3.3不同熱阻條件下凝固系統(tǒng)的溫度
分布39
3.4鑄件溫度場(chǎng)的影響因素40
3.5凝固時(shí)間42
3.5.1平方根定律42
3.5.2折算厚度法則44
3.5.3熱流發(fā)散效應(yīng)46
3.5.4不同熱阻條件下鑄件的凝固
時(shí)間47
3.6凝固方式49
3.6.1凝固動(dòng)態(tài)曲線49
3.6.2凝固區(qū)域及其結(jié)構(gòu)49
3.6.3凝固方式及其影響因素51
3.6.4凝固方式與鑄件質(zhì)量的關(guān)系54
3.6.5凝固方式的控制55
3.7凝固方向56
3.7.1順序凝固與同時(shí)凝固56
3.7.2凝固方向的控制57
習(xí)題57
第4章凝固形核與晶體生長(zhǎng)60
4.1金屬結(jié)晶的熱力學(xué)條件60
4.2形核過(guò)程61
4.2.1均質(zhì)形核62
4.2.2異質(zhì)形核66
4.3生長(zhǎng)過(guò)程70
4.3.1晶體生長(zhǎng)的動(dòng)力學(xué)過(guò)冷度70
4.3.2液-固界面的微觀結(jié)構(gòu)71
4.3.3液-固界面的生長(zhǎng)機(jī)理和生長(zhǎng)
速度73
4.3.4過(guò)冷度對(duì)界面性質(zhì)及動(dòng)力學(xué)過(guò)程的
影響76
4.3.5晶體的生長(zhǎng)方向和生長(zhǎng)界面76
習(xí)題77
第5章合金的凝固79
5.1單相合金的平衡凝固79
5.1.1平衡分配系數(shù)79
5.1.2平衡凝固時(shí)的溶質(zhì)再分配80
5.2單相合金的非平衡凝固81
5.2.1凝固界面區(qū)域平衡假設(shè)81
5.2.2固相無(wú)擴(kuò)散、液相均勻混合時(shí)的
溶質(zhì)再分配82
5.2.3固相無(wú)擴(kuò)散、液相只有有限擴(kuò)散而
無(wú)對(duì)流或攪拌時(shí)的溶質(zhì)再分配83
5.2.4固相無(wú)擴(kuò)散、液相存在部分混合
時(shí)的溶質(zhì)再分配87
5.3單相合金固-液界面前沿液相的過(guò)冷
狀態(tài) 90
5.3.1熱過(guò)冷90
5.3.2成分過(guò)冷91
5.4液相過(guò)冷對(duì)單相合金凝固過(guò)程的
影響 93
5.4.1熱過(guò)冷對(duì)純金屬界面穩(wěn)定性、界面
形貌及結(jié)晶形態(tài)的影響93
5.4.2成分過(guò)冷對(duì)單相合金界面穩(wěn)定性、
界面形貌及結(jié)晶形態(tài)的影響 94
5.4.3枝晶間距99
5.5共晶合金的凝固101
5.5.1共晶組織的形態(tài)及分類 102
5.5.2共生區(qū)102
5.5.3共晶合金的結(jié)晶方式 104
5.5.4非小平面-非小平面規(guī)則共晶的
凝固 107
5.5.5非小平面-小平面非規(guī)則共晶的
凝固 111
習(xí)題114
第6章凝固組織117
6.1鑄件凝固組織及其對(duì)性能的影響117
6.1.1鑄件的宏觀凝固組織 117
6.1.2宏觀凝固組織對(duì)鑄件性能的
影響 118
6.2液相流動(dòng)對(duì)凝固過(guò)程的影響 118
6.2.1液相流動(dòng)對(duì)凝固前沿的影響 118
6.2.2液相流動(dòng)對(duì)晶體游離與晶核增殖的
影響 119
6.3鑄件凝固組織的形成機(jī)理 121
6.3.1表面細(xì)晶粒區(qū)的形成 121
6.3.2柱狀晶區(qū)的形成 122
6.3.3中心等軸晶區(qū)的形成 123
6.3.4宏觀凝固組織的影響因素 124
6.4鑄件宏觀凝固組織的控制 126
6.4.1等軸晶組織的獲得和細(xì)化 126
6.4.2定向凝固與柱狀晶及單晶組織的
獲得 129
習(xí)題132
第7章凝固偏析133
7.1宏觀偏析133
7.1.1正常偏析133
7.1.2反常偏析135
7.1.3重力偏析 136
7.2微觀偏析137
7.2.1枝晶偏析 138
7.2.2胞狀偏析與晶界偏析 139
7.2.3微觀偏析產(chǎn)生的非平衡第
二相 139
7.2.4微觀偏析的度量與消除 140
7.3鎮(zhèn)靜鋼錠中的宏觀偏析 141
習(xí)題142
目錄第8章氣孔與夾雜物143
8.1概述 144
8.1.1氣體的來(lái)源144
8.1.2氣體的存在形態(tài)144
8.1.3非金屬夾雜物的來(lái)源 144
8.1.4非金屬夾雜物的分類 145
8.2氣體的溶解145
8.2.1氣體在金屬中的溶解過(guò)程 145
8.2.2氣體溶解度的影響因素 146
8.2.3氣體在金屬液中的傳輸 149
8.3氣體的析出150
8.3.1氣體的擴(kuò)散析出150
8.3.2氣體以氣泡形式從金屬液中
析出 150
8.4鑄件中的氣孔154
8.4.1析出性氣孔154
8.4.2反應(yīng)性氣孔157
8.4.3侵入性氣孔 161
8.5非金屬夾雜物的生成 163
8.5.1澆注前形成的非金屬夾雜物 163
8.5.2澆注充型時(shí)形成的非金屬夾
雜物 164
8.5.3凝固過(guò)程中形成的非金屬夾
雜物 165
8.6夾雜物的長(zhǎng)大、形狀和分布 165
8.6.1夾雜物的聚合長(zhǎng)大 165
8.6.2夾雜物的形狀 166
8.6.3夾雜物的分布 167
8.7預(yù)防、減少和去除夾雜物的途徑 167
習(xí)題169
第9章凝固收縮與縮孔 170
9.1收縮的基本概念171
9.1.1體收縮和線收縮 171
9.1.2金屬收縮的三個(gè)階段171
9.1.3鑄件的收縮173
9.2縮孔的形成機(jī)制174
9.2.1金屬液中的靜水張力 174
9.2.2縮孔的形核與生長(zhǎng) 174
9.2.3氣縮孔的形核與生長(zhǎng) 175
9.3縮孔及縮松的形成過(guò)程 176
9.3.1縮孔的形成過(guò)程 176
9.3.2縮松的形成過(guò)程 178
9.4石墨鑄鐵的縮孔 179
9.4.1凝固動(dòng)態(tài)曲線及凝固過(guò)程 179
9.4.2縮孔和縮松的形成特點(diǎn) 180
9.5補(bǔ)縮準(zhǔn)則與補(bǔ)縮機(jī)制181
9.5.1補(bǔ)縮準(zhǔn)則181
9.5.2補(bǔ)縮機(jī)制182
9.6縮孔的影響因素 185
9.7防止鑄件產(chǎn)生縮孔的途徑 186
9.7.1合理選擇凝固方向 186
9.7.2強(qiáng)化凝固方向控制 188
9.7.3采用均衡凝固原則 189
習(xí)題190
第10章熱裂、鑄造應(yīng)力、變形與
冷裂192
10.1熱裂192
10.1.1熱裂的基本概念 193
10.1.2熱裂的形成機(jī)理 195
10.1.3熱裂的影響因素及防止途徑 197
10.2鑄造應(yīng)力201
10.2.1熱應(yīng)力的形成過(guò)程 202
10.2.2相變應(yīng)力的形成過(guò)程 203
10.2.3殘余應(yīng)力的影響因素 204
10.2.4減小和消除鑄造應(yīng)力的措施 205
10.3鑄件的變形和冷裂206
10.3.1鑄件的變形206
10.3.2鑄件的冷裂207
習(xí)題208
參考文獻(xiàn)210