正版现货新书 金属凝固成形原理 9787111699255 张忠明
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作者张忠明
出版社机械工业出版社
ISBN9787111699255
出版时间2022-05
装帧平装
开本16开
定价42元
货号29411023
上书时间2024-11-08
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前言
金属凝固成形是材料成形的主要方法之一，又称为金属液态成形，常称为铸造。铸造是机械制造业的支柱产业之一。凝固是铸件成形过程的核心，它决定着铸件的组织和铸造缺陷的形成，因而也决定了铸件的性能。近年来，金属凝固理论有了很大的发展，也为优化铸造工艺参数以控制铸件组织与力学性能创造了条件，控制凝固过程已成为开发新型材料和提高铸件质量的重要途径。本书是为适应新形势下高等院校材料成型及控制工程专业金属液态成形（铸造）方向的专业培养目标要求而编写的基础理论教材。本书全面阐述熔融金属在铸型中形成铸件的基本规律、铸件凝固组织的形成机制、影响金属性能和铸件质量的基本因素及控制措施。通过学习，读者可以比较全面地掌握金属液态成形过程中的基本规律和内在联系，以及从液态到固态转变过程中影响金属性能和铸件质量的基本因素，从而对铸件形成过程的实质有深入的理解，并能从理论上高度认识和分析铸件形成过程所产生的一系列实际问题，提出解决途径。本书既注重凝固基础理论的阐述，又注重凝固理论的工程应用。编写过程中，着重阐明凝固基本原理及其应用，大力简化数学原理的叙述，重在提供解决问题的思路，使读者在深入理解铸件形成过程的实质和产生的实际问题的基础上，能够找出问题产生的原因，并提出解决问题的途径与方案，从而锻炼和培养综合分析和解决实际铸造问题的能力。本书可作为高等工科院校材料成型及控制工程专业铸造专业方向的本科生教材与材料加工工程学科的研究生教材，也可作为铸造、冶金、材料、机械等领域工程技术人员的参考书。本书作者来自西安理工大学、西北工业大学和沈阳铸造研究所有限公司。西安理工大学张忠明任主编，西北工业大学林鑫任主审。本书编写分工如下：第2章和第7章由西北工业大学杨长林编写，第3章和第6章由西北工业大学王锦程编写，第4章由西安理工大学徐春杰编写，第8章由沈阳铸造研究所有限公司荣福杰编写，第10章由西北工业大学李俊杰编写，其余部分由张忠明编写。本书的编写得到、陕西省一流专业建设项目、西安理工大学教材建设项目及研究生教育教学改革研究项目的资助。机械工业出版社为本书的出版付出了辛勤的劳动，在此一并表示感谢。本书的编写参考了许多相关文献资料，特别是安阁英主编的《铸件形成理论》和约翰·坎贝尔著、李殿中与李依依等译的《铸造原理》，其他参考文献由于篇幅所限无法详细列举。在此向文献资料的作者表示诚挚的谢意。由于编者水平有限，书中疏漏和不当之处在所难免，恳切希望读者批评指正。
导语摘要
本书是为适应普通高等学校材料成型及控制工程专业和材料加工工程学科的培养目标要求而编写的基础理论教材。本书着重阐明金属凝固成形（也称液态成形）的内在规律和物理本质，主要介绍熔融金属及其充型、凝固传热、凝固形核与晶体生长、合金的凝固及其凝固组织、凝固偏析、气孔与夹杂物、凝固收缩与缩孔、热裂铸造应力、变形与冷裂等。本书既注重基础理论的阐述，又注重凝固理论的工程应用，意在使读者通过学习，能够对金属凝固成形过程及基本原理有较深入和系统的理解，并能针对金属凝固成形过程中产生的实际问题提出有效的对策和解决方案。本书可作为普通高等学校材料成型及控制工程专业的本科生教材和材料加工工程学科的研究生教材，也可作为铸造、冶金、材料、机械等领域工程技术人员的参考用书。
目录
前言
第1章熔融金属1
1.1熔融金属的结构1
1.1.1液、固、气三态的特性对比1
1.1.2理想纯金属的液态结构2
1.1.3实际金属的液态结构3
1.2熔融金属的性质3
1.2.1熔融金属的黏度3
1.2.2熔融金属的表面张力6
1.3熔融金属与环境的交互作用11
1.3.1金属液与水蒸气的反应11
1.3.2常见金属液的气体反应11
习题13
第2章充型15
2.1充型能力的度量方法15
2.2熔融金属的停止流动机理与充型能力
表征17
2.2.1熔融金属的停止流动机理17
2.2.2充型能力的简化计算18
2.3充型能力的影响因素及提高措施19
2.3.1影响充型能力的因素20
2.3.2提高充型能力的措施27
2.4连续流动性28
习题29
第3章凝固传热30
3.1凝固传热的特点30
3.2凝固系统温度场的研究方法32
3.2.1温度场的实际测定32
3.2.2温度场的数学解析35
3.2.3温度场的数值计算38
3.3不同热阻条件下凝固系统的温度
分布39
3.4铸件温度场的影响因素40
3.5凝固时间42
3.5.1平方根定律42
3.5.2折算厚度法则44
3.5.3热流发散效应46
3.5.4不同热阻条件下铸件的凝固
时间47
3.6凝固方式49
3.6.1凝固动态曲线49
3.6.2凝固区域及其结构49
3.6.3凝固方式及其影响因素51
3.6.4凝固方式与铸件质量的关系54
3.6.5凝固方式的控制55
3.7凝固方向56
3.7.1顺序凝固与同时凝固56
3.7.2凝固方向的控制57
习题57
第4章凝固形核与晶体生长60
4.1金属结晶的热力学条件60
4.2形核过程61
4.2.1均质形核62
4.2.2异质形核66
4.3生长过程70
4.3.1晶体生长的动力学过冷度70
4.3.2液-固界面的微观结构71
4.3.3液-固界面的生长机理和生长
速度73
4.3.4过冷度对界面性质及动力学过程的
影响76
4.3.5晶体的生长方向和生长界面76
习题77
第5章合金的凝固79
5.1单相合金的平衡凝固79
5.1.1平衡分配系数79
5.1.2平衡凝固时的溶质再分配80
5.2单相合金的非平衡凝固81
5.2.1凝固界面区域平衡假设81
5.2.2固相无扩散、液相均匀混合时的
溶质再分配82
5.2.3固相无扩散、液相只有有限扩散而
无对流或搅拌时的溶质再分配83
5.2.4固相无扩散、液相存在部分混合
时的溶质再分配87
5.3单相合金固-液界面前沿液相的过冷
状态 90
5.3.1热过冷90
5.3.2成分过冷91
5.4液相过冷对单相合金凝固过程的
影响 93
5.4.1热过冷对纯金属界面稳定性、界面
形貌及结晶形态的影响93
5.4.2成分过冷对单相合金界面稳定性、
界面形貌及结晶形态的影响 94
5.4.3枝晶间距99
5.5共晶合金的凝固101
5.5.1共晶组织的形态及分类 102
5.5.2共生区102
5.5.3共晶合金的结晶方式 104
5.5.4非小平面-非小平面规则共晶的
凝固 107
5.5.5非小平面-小平面非规则共晶的
凝固 111
习题114
第6章凝固组织117
6.1铸件凝固组织及其对性能的影响117
6.1.1铸件的宏观凝固组织 117
6.1.2宏观凝固组织对铸件性能的
影响 118
6.2液相流动对凝固过程的影响 118
6.2.1液相流动对凝固前沿的影响 118
6.2.2液相流动对晶体游离与晶核增殖的
影响 119
6.3铸件凝固组织的形成机理 121
6.3.1表面细晶粒区的形成 121
6.3.2柱状晶区的形成 122
6.3.3中心等轴晶区的形成 123
6.3.4宏观凝固组织的影响因素 124
6.4铸件宏观凝固组织的控制 126
6.4.1等轴晶组织的获得和细化 126
6.4.2定向凝固与柱状晶及单晶组织的
获得 129
习题132
第7章凝固偏析133
7.1宏观偏析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微观偏析137
7.2.1枝晶偏析 138
7.2.2胞状偏析与晶界偏析 139
7.2.3微观偏析产生的非平衡第
二相 139
7.2.4微观偏析的度量与消除 140
7.3镇静钢锭中的宏观偏析 141
习题142
目录第8章气孔与夹杂物143
8.1概述 144
8.1.1气体的来源144
8.1.2气体的存在形态144
8.1.3非金属夹杂物的来源 144
8.1.4非金属夹杂物的分类 145
8.2气体的溶解145
8.2.1气体在金属中的溶解过程 145
8.2.2气体溶解度的影响因素 146
8.2.3气体在金属液中的传输 149
8.3气体的析出150
8.3.1气体的扩散析出150
8.3.2气体以气泡形式从金属液中
析出 150
8.4铸件中的气孔154
8.4.1析出性气孔154
8.4.2反应性气孔157
8.4.3侵入性气孔 161
8.5非金属夹杂物的生成 163
8.5.1浇注前形成的非金属夹杂物 163
8.5.2浇注充型时形成的非金属夹
杂物 164
8.5.3凝固过程中形成的非金属夹
杂物 165
8.6夹杂物的长大、形状和分布 165
8.6.1夹杂物的聚合长大 165
8.6.2夹杂物的形状 166
8.6.3夹杂物的分布 167
8.7预防、减少和去除夹杂物的途径 167
习题169
第9章凝固收缩与缩孔 170
9.1收缩的基本概念171
9.1.1体收缩和线收缩 171
9.1.2金属收缩的三个阶段171
9.1.3铸件的收缩173
9.2缩孔的形成机制174
9.2.1金属液中的静水张力 174
9.2.2缩孔的形核与生长 174
9.2.3气缩孔的形核与生长 175
9.3缩孔及缩松的形成过程 176
9.3.1缩孔的形成过程 176
9.3.2缩松的形成过程 178
9.4石墨铸铁的缩孔 179
9.4.1凝固动态曲线及凝固过程 179
9.4.2缩孔和缩松的形成特点 180
9.5补缩准则与补缩机制181
9.5.1补缩准则181
9.5
内容摘要
本书是为适应普通高等学校材料成型及控制工程专业和材料加工工程学科的培养目标要求而编写的基础理论教材。本书着重阐明金属凝固成形（也称液态成形）的内在规律和物理本质，主要介绍熔融金属及其充型、凝固传热、凝固形核与晶体生长、合金的凝固及其凝固组织、凝固偏析、气孔与夹杂物、凝固收缩与缩孔、热裂铸造应力、变形与冷裂等。本书既注重基础理论的阐述，又注重凝固理论的工程应用，意在使读者通过学习，能够对金属凝固成形过程及基本原理有较深入和系统的理解，并能针对金属凝固成形过程中产生的实际问题提出有效的对策和解决方案。本书可作为普通高等学校材料成型及控制工程专业的本科生教材和材料加工工程学科的研究生教材，也可作为铸造、冶金、材料、机械等领域工程技术人员的参考用书。
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