《金属凝固组织细化技术基础》是2018年7月1日科学出版社出版的图书，作者是翟启杰。
基本介绍
- 书名：金属凝固组织细化技术基础
- 作者：翟启杰
- ISBN：9787030580863
- 定价：158.00
- 出版社：科学出版社
- 出版时间：2018年7月1日
内容简介
本书首先简要介绍经典凝固理论以及靠前外金属凝固组织细化技术的研究和套用进展，然后详细介绍申请人及其团队十几年在金属凝固过程，特别是金属凝固组织细化技术方面的研究成果，重点阐述低过热度低温度梯度、温度扰动与成分扰动、脉冲电流、脉冲磁场、脉冲磁致振荡和超音波细化金属凝固组织的基本原理和套用技术。
作者简介
1982年在东北大学获得学士学位，1986年在瀋阳工业大学获得硕士学位，1991年在北京科技大学获得博士学位。历任北京科技大学铸造教研室主任和铸造研究所所长，1996年被冶金部批准破格晋升教授，1999年被批准为博士生导师。2000年来到上海大学工作，历任材料学院副院长、科研处处长、研究生部主任，现任上海大学校长助理兼学科办主任。
长期从事金属凝固理论与控制技术、铸造合金与工艺等方面的研究，近期研究重点是金属凝固组织细化技术。辩证地运用热力学理论，提出了温度扰动、成分扰动等凝固细晶新技术；科学阐述了脉冲电流细化金属凝固组织的机理和条件，解决了大型钢锭组织粗大和巨观偏析问题，并在此基础上提出了磁致振荡凝固细晶新技术；系统研究了超音波在金属凝固过程中的行为和规律，解决了在高温金属熔体中导入超音波的难题。深入研究了氮、钒、铌等微量元素在铸造合金中的行为及作用，开发出高碳高强度灰铸铁、含钒贝氏体球铁、含铌耐热抗磨铸铁和微合金高锰钢等新材料。解决了不相容合金複合铸造难题，开发出高铬/球墨铸铁离心铸造双金属複合辊圈、贝氏体/球墨铸铁複合轧辊等新产品。先后承担国家973、863、国家攻关、自然科学基金等国家及企业协作项目50余项。申报及获得发明专利22项，发表学术论文220余篇，出版专着2部，获国家部委和地方科技进步奖5项，有11项技术成果投入套用。
图书目录
前言
第1章 金属液态结构 1
1.1 液态金属结构简介 1
1.1.1 液态金属结构特徵 2
1.1.2 液态金属结构的分布函式理论 4
1.1.3 液态结构测定的X射线衍射技术 6
1.2 高洁净钢的液态结构 8
1.2.1 热历史对纯铁液态结构的影响 8
1.2.2 Fe-C二元合金的液态结构 14
参考文献 17
第2章 金属凝固的热力学及动力学基础 19
2.1 凝固热力学 19
2.1.1 纯金属的凝固 19
2.1.2 二元合金的稳定相平衡 21
2.1.3 溶质平衡分配係数 23
2.1.4 固液相界面成分 24
2.2 凝固动力学 25
2.2.1 形核 25
2.2.2 晶核生长 31
2.2.3 晶体生长的界面动力学 34
参考文献 38
第3章 金属凝固组织的形成与影响因素 40
3.1 金属凝固组织的典型形态 40
3.1.1 激冷晶区 41
3.1.2 柱状晶区 41
3.1.3 等轴晶区 41
3.2 影响凝固组织的因素 44
3.2.1 熔体的流动 44
3.2.2 浇注温度 46
3.2.3 铸型性质及其他因素 46
3.3 凝固方式与组织 47
3.4 熔体的结晶与组织 49
3.4.1 单相合金的结晶 49
3.4.2 多相合金的凝固 58
参考文献 62
第4章 金属凝固组织细化技术套用现状 64
4.1 化学处理法 64
4.1.1 孕育处理 65
4.1.2 变质处理 67
4.2 动力学细化法 69
4.2.1 浇注过程控制技术 69
4.2.2 机械搅拌或振动技术 69
4.2.3 电磁搅拌技术 71
4.3 氧化物冶金技术 74
4.4 快速凝固法 76
4.4.1 急冷技术 76
4.4.2 深过冷技术 77
4.4.3 雾化技术 79
参考文献 80
第5章 低过热度低温度梯度凝固细晶技术 87
5.1 过热度对金属凝固组织的影响 87
5.1.1 过热度对金属液生核能力的影响 87
5.1.2 过热度对凝固组织的影响 91
5.2 温度梯度对金属凝固组织的影响 98
5.3 低过热度低温度梯度凝固细晶技术 100
5.3.1 水冷水口技术 100
5.3.2 複式结晶器技术 104
5.3.3 複式结晶器传热特徵 106
5.3.4 複式结晶器铸坯凝固组织 108
参考文献 110
第6章 温度扰动与成分扰动凝固细晶技术 112
6.1 概述 112
6.2 温度扰动和成分扰动的热力学原理 113
6.3 成分扰动生核剂成分的选择 116
6.3.1 热力学模型 116
6.3.2 计算结果讨论 118
6.4 温度扰动和成分扰动凝固细晶技术 119
6.4.1 温度扰动和成分扰动对Q235钢凝固组织的影响 119
6.4.2 温度扰动和成分扰动对GCr15轴承钢凝固组织的影响 123
参考文献 130
第7章 脉冲电流凝固细晶技术 131
7.1 脉冲电流在金属熔体中的效应 131
7.1.1 脉冲电流特点 131
7.1.2 脉冲电流效应 131
7.2 脉冲电流对金属凝固组织的影响 133
7.2.1 脉冲电流对巨观凝固组织的影响 133
7.2.2 脉冲电流对微观凝固组织的影响 138
7.3 脉冲电流细化凝固组织的机制 144
7.3.1 异质形核机制 144
7.3.2 原子团簇机制 145
7.3.3 枝晶断裂机制 146
7.3.4 结晶雨机制 146
7.4 脉冲电流处理工艺对细化效果的影响 151
7.4.1 脉冲电流引入方式对细化效率的影响 151
7.4.2 电极插入深度对细化效果的影响 153
7.4.3 过热度对凝固组织的影响 155
参考文献 156
第8章 脉冲磁场凝固细晶技术 158
8.1 脉冲磁场对金属凝固组织和凝固特性的影响 159
8.1.1 脉冲磁场对纯铝凝固组织的影响 159
8.1.2 脉冲磁场对纯铝凝固特性的影响 162
8.2 脉冲磁场对奥氏体不鏽钢凝固组织和凝固特性的影响 167
8.2.1 脉冲磁场作用下奥氏体不鏽钢巨观凝固组织的演化 167
8.2.2 脉冲磁场作用下奥氏体不鏽钢微观凝固组织的演化 170
8.2.3 脉冲磁场的“磁致增殖”效应 172
8.2.4 脉冲磁场对奥氏体不鏽钢凝固时间的影响 174
8.3 脉冲磁场作用下奥氏体不鏽钢的定向凝固 175
8.3.1 奥氏体不鏽钢定向凝固组织特徵 175
8.3.2 脉冲磁场作用下奥氏体不鏽钢固液界面的稳定性 180
8.3.3 脉冲磁场对固液界面形态的影响机制——磁致成分过冷 185
8.4 脉冲磁场作用下的形核功与形核速率 188
8.4.1 脉冲磁场对形核功和临界晶核半径的影响 188
8.4.2 脉冲磁场对形核速率的影响 190
参考文献 192
第9章 超音波凝固细晶技术概述 194
9.1 超音波在液态介质中的传播效应 194
9.1.1 空化效应 194
9.1.2 声流效应 194
9.1.3 衰减效应 196
9.2 超音波处理工艺 196
9.3 超音波处理对铝硅合金凝固特性的影响 197
9.3.1 超音波处理对铝硅合金凝固组织的影响 197
9.3.2 超音波处理对铝硅合金力学性能的影响 201
9.3.3 超音波处理对铝硅合金凝固过程的热分析 202
9.4 超音波处理对奥氏体不鏽钢凝固特性的影响 204
9.4.1 超音波处理下的奥氏体不鏽钢凝固组织 205
9.4.2 超音波处理对奥氏体不鏽钢力学性能的影响 210
9.4.3 超音波处理对不鏽钢抗腐蚀性能的影响 213
9.4.4 超音波处理对奥氏体不鏽钢凝固过程的影响 214
9.5 超音波处理对金属凝固过程影响的机理 217
9.5.1 超音波处理下金属凝固的形核机制 217
9.5.2 超音波处理下金属凝固的枝晶长大过程 221
9.5.3 超音波促进铸型表面晶粒脱落 221
9.5.4 超音波处理对平衡凝固温度的影响 224
9.5.5 超音波在金属凝固过程中的声流作用及衰减行为 224
参考文献 230
第10章 脉冲磁致振荡凝固细晶技术 234
10.1 脉冲磁致振荡凝固细晶技术简介 234
10.2 脉冲磁致振荡凝固细晶机制 235
10.2.1 脉冲磁致振荡细晶有效作用时间 235
10.2.2 脉冲磁致振荡下晶核的运动及来源研究 237
10.2.3 脉冲磁致振荡处理对纯铝凝固过程影响的机制研究 239
10.2.4 脉冲磁致振荡作用下熔体中晶核的运动 241
10.2.5 脉冲磁致振荡作用区域 248
10.3 脉冲磁致振荡对合金凝固特性及组织的影响 250
10.3.1 脉冲磁致振荡下Sn-10.4%Sb合金凝固组织 250
10.3.2 脉冲磁致振荡对铁素体不鏽钢凝固特性及组织的影响 253
10.4 脉冲磁致振荡对晶体生长过程的影响 256
10.4.1 铝铜合金定向凝固组织生长稳定性及固液界面形态 256
10.4.2 不同脉冲磁致振荡电流峰值下铝铜合金定向凝固组织及固液界面形态 258
10.4.3 脉冲磁致振荡峰值电流对一次枝晶间距的影响 260
10.4.4 脉冲磁致振荡处理频率对固液界面形态和稳定性的影响 263
10.4.5 脉冲磁致振荡对固液界面形态的影响机制 264
10.5 脉冲磁致振荡凝固技术近期进展 265
参考文献 268