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第一章 概论 1

1.1 特种合金及其锻件应用概况 1

1.1.1 特种合金的涵义 1

1.1.2 基体金属的物理特性及其可锻性 1

1.1.3 特种合金及其锻件的应用概况 2

1.2 特种合金的锻造特点及其对策 4

1.2.1 特种合金的锻造特点 4

1.2.2 常用特种合金锻造特点比较 5

1.2.3 特种合金锻造的技术措施 7

1.3 锻造工艺性能及其用途 8

1.3.1 锻造工艺性能的涵义及用途 8

1.3.2 金属的工艺塑性 9

1.3.3 超塑性及其与特种合金锻件的关系 11

1.3.4 变形抗力 12

1.3.5 可锻性 13

1.3.6 金属的再结晶与再结晶图 14

1.4 热力学参数及其对特种合金锻件质量的影响 15

1.4.1 变形温度及其影响 15

1.4.2 应变速率及其影响 15

1.4.3 变形程度及其影响 16

1.4.4 应力-应变状态及其影响 17

1.5 特种工艺方法及其对锻件质量的影响 19

1.5.1 超塑性锻造 19

1.5.2 等温锻造 20

1.5.3 热模锻造 20

1.5.4 形变热处理工艺 21

1.5.5 β锻造 21

1.6 特种合金锻件结构要素设计 21

1.6.1 材料对锻件结构要素的影响 21

1.6.2 特种合金锻件结构要素的设计特点 21

1.7 特种合金锻造工序的特点 23

1.7.1 概述 23

1.7.2 坯料准备 23

1.7.3 毛坯的润滑与防护 24

1.7.4 毛坯加热 25

1.7.5 模具预热 26

1.7.6 制坯与预锻 26

1.7.7 模锻 27

1.7.8 切边 27

1.7.9 冷却 27

1.7.10 校正 27

1.7.11 预制毛坯及锻件表面清理与检查 27

1.7.12 理化性能检验 28

1.8 特种合金锻造设备的选择 28

1.8.1 概述 28

1.8.2 常用锻造设备对特种合金锻造的适应性 28

1.8.3 特种合金锻造设备的选用原则 29

参考文献 30

第二章 高温合金及其锻造技术 32

2.1 变形高温合金及其锻造特点和应用概况 32

2.1.1 高温合金的发展 32

2.1.2 高温合金的合金化 34

2.1.3 高温合金的分类 35

2.1.4 我国变形高温合金牌号表示方法及主要化学成分 39

2.1.5 变形高温合金的使用特性及锻造特点 41

2.1.6 变形高温合金的应用概况及国内外牌号对照 43

2.2 高温合金的锻造工艺性能 48

2.2.1 概述 48

2.2.2 第一组高温合金的锻造工艺性能 48

2.2.3 第二组高温合金的锻造工艺性能 52

2.2.4 第三组高温合金的锻造工艺性能 59

2.2.5 第四组高温合金的锻造工艺性能 63

2.2.6 高温合金的锻造工艺性能综合分析 67

2.3 锻造热力学参数对高温合金锻件质量的影响 71

2.3.1 变形温度的影响 71

2.3.2 应变速率的影响 72

2.3.3 变形程度的影响 72

2.3.4 锻后冷却的影响 73

2.4 高温合金锻件的特种锻造工艺方法 74

2.4.1 GH4169合金的特种锻造工艺方法 74

2.4.2 先进的高温合金涡轮盘锻件的生产新工艺方法 75

2.5 高温合金锻造工艺及其特点 77

2.5.1 高温合金熔铸及其开坯工艺特点 77

2.5.2 高温合金模锻工艺及其特点 78

2.5.3 高温合金锻件与模具设计特点 78

2.5.4 高温合金的加热和锻造温度 79

2.6 高温合金锻件热处理工艺及其特点 81

2.6.1 高温合金热处理基础及其特点 81

2.6.2 常用高温合金热处理工艺参数 82

2.7 高温合金锻件缺陷及其质量控制 87

2.7.1 高温合金锻件常见缺陷 87

2.7.2 高温合金锻件质量控制的特点 92

2.7.3 高温合金锻件冶金质量检验及其特点 93

2.8 高温合金锻造技术典型实例 93

2.8.1 高温合金典型锻件及其特点 93

2.8.2 GH4169合金涡轮盘的模锻工艺 96

2.8.3 GH437by合金涡轮盘的模锻工艺 100

2.8.4 GH4133B合金涡轮盘的模锻工艺 102

2.8.5 GH4133B合金承力环模锻工艺的数值模拟 104

2.8.6 GH4049合金及其叶片模锻工艺 106

2.8.7 A286合金连杆的模锻工艺及其经济分析 107

2.8.8 钴铬钼合金人工髋关节股骨柄的精锻工艺 109

2.9 关于高温合金盘件模锻工艺方法的探讨 113

2.9.1 关于改进我国高温合金盘件模锻工艺方法的探讨 113

2.9.2 高温合金喷射沉积成形制坯及其模锻工艺 115

参考文献 116

第三章 钛合金及其锻造技术 117

3.1 钛合金及其应用概况 117

3.1.1 概述 117

3.1.2 钛的物理特性与晶体结构 118

3.1.3 钛的合金化元素及其分类和其作用 119

3.1.4 β/a相转变 120

3.1.5 钛合金的分类 121

3.1.6 中外变形钛合金对照及应用概况 122

3.1.7 变形钛合金的特性及其锻造特点 126

3.1.8 变形钛合金的组织及其对力学性能的影响 128

3.1.9 功能型钛合金简介 136

3.1.10 Ti—Al系金属间化合物简介 136

3.1.11 颗粒和纤维增强钛基复合材料简介 137

3.2 常用钛合金的锻造工艺性能 138

3.2.1 概述 138

3.2.2 常用钛合金的锻造工艺性能 138

3.2.3 常用钛合金锻造工艺性能数据 149

3.2.4 钛合金锻造工艺性能综合分析 152

3.3 锻造热力学参数对钛合金锻件质量的影响 156

3.3.1 加热和变形温度的影响 156

3.3.2 应变速率的影响 160

3.3.3 变形程度的影响 161

3.3.4 模具温度的影响 161

3.3.5 锻后冷却的影响 162

3.4 锻造工艺方法对钛合金锻件质量的影响 162

3.4.1 锻造工艺方法对组织均匀性的影响 162

3.4.2 β锻造对组织的影响 162

3.5 钛合金锻造工艺及其特点 164

3.5.1 概述 164

3.5.2 熔炼及开坯工艺 164

3.5.3 钛合金模锻工艺及其特点 165

3.6 钛合金锻件热处理工艺 170

3.6.1 钛合金热处理的特点 170

3.6.2 钛合金热处理的分类 171

3.6.3 钛合金锻件热处理工艺规范 174

3.7 钛合金锻件质量控制 175

3.7.1 钛合金常见冶金缺陷及其控制 175

3.7.2 钛合金锻造缺陷及其控制 178

3.8 钛合金锻造工艺典型实例 182

3.8.1 航空发动机钛合金叶片精锻工艺 182

3.8.2 汽轮机大型钛合金叶片模锻工艺 187

3.8.3 钛合金盘件等温锻造工艺 192

3.8.4 TC17钛合金盘件的热模β锻工艺 196

3.8.5 TA15钛合金框形梁模锻工艺 196

3.8.6 TC4钛合金机匣的环轧工艺 198

3.8.7 钛合金人工髋关节股骨柄精锻工艺 198

参考文献 202

第四章 不锈钢及其锻造技术 203

4.1 不锈钢及其应用概况 203

4.1.1 不锈钢及其合金化原理 203

4.1.2 不锈钢的分类及其特性 205

4.1.3 不锈钢牌号表示法和主要化学成分 210

4.1.4 不锈钢的使用特性 210

4.1.5 不锈钢的应用概况及中外牌号对照 211

4.2 不锈钢的锻造工艺性能 216

4.2.1 概述 216

4.2.2 不锈钢的锻造工艺性能实例 216

4.2.3 不锈钢锻造工艺参数分析 220

4.3 锻造热力学参数对不锈钢锻件质量的影响 221

4.3.1 概述 221

4.3.2 变形温度的影响 221

4.3.3 变形程度的影响 222

4.3.4 锻后冷却的影响 222

4.3.5 加热气氛的影响 222

4.4 不锈钢锻造工艺及其特点 222

4.4.1 不锈钢的熔铸特点 222

4.4.2 不锈钢的锻造特点 223

4.4.3 不锈钢模锻工艺流程及其特点 226

4.4.4 不锈钢锻件与模具设计特点 227

4.4.5 不锈钢的加热和锻造温度 229

4.5 不锈钢锻件热处理工艺 232

4.5.1 奥氏体不锈钢锻件热处理 232

4.5.2 马氏体不锈钢锻件热处理 234

4.5.3 铁素体不锈钢锻件热处理 236

4.5.4 沉淀硬化不锈钢锻件热处理 237

4.6 不锈钢锻件常见缺陷及其控制 238

4.6.1 原材料带来的冶金缺陷 239

4.6.2 加热缺陷 242

4.6.3 锻造缺陷 243

4.6.4 锻件后处理缺陷 247

4.6.5 不锈钢锻件缺陷综合分析 248

4.7 不锈钢锻造技术典型实例 249

4.7.1 大型叶片模锻技术 249

4.7.2 小型叶片精锻技术 253

4.7.3 薄壁锥形环的锤上模锻技术 254

4.7.4 壳体锻件的机械压力机挤锻技术 254

4.7.5 盲孔锻件的反挤压技术 256

参考文献 257

第五章 铝合金及其锻造技术 259

5.1 变形铝合金及其应用概况 259

5.1.1 概述 259

5.1.2 变形铝合金的分类及牌号表示方法 259

5.1.3 我国变形铝合金的主要化学成分 261

5.1.4 变形铝合金的国内外牌号对照及应用概况 263

5.2 铝合金的锻造工艺性能及锻造特点 265

5.2.1 概述 265

5.2.2 铝铜系铝合金的锻造工艺性能 266

5.2.3 铝锰系铝合金的锻造工艺性能 268

5.2.4 铝镁系铝合金的锻造工艺性能 269

5.2.5 铝锌系铝合金的锻造工艺性能 271

5.2.6 几种铝合金可锻性的比较 272

5.2.7 铝合金锻造工艺参数及其分析 272

5.3 热力学参数对铝合金锻件质量的影响 275

5.3.1 变形温度的影响 275

5.3.2 变形程度的影响 275

5.3.3 应变速率的影响 276

5.4 铝合金锻造工艺特点 276

5.4.1 铝合金自由锻工艺特点 276

5.4.2 铝合金模锻工艺特点 276

5.4.3 铝合金模锻件与模具设计特点 280

5.5 铝合金锻件热处理 283

5.5.1 铝合金热处理分类 283

5.5.2 铝合金的状态 283

5.5.3 铝合金锻件的热处理特点 285

5.5.4 常用铝合金锻件的热处理规范 286

5.6 铝合金锻件缺陷及其控制 288

5.7 铝合金锻造技术典型实例 290

5.7.1 大型构件的液压机模锻技术 290

5.7.2 小型构件的机械压力机模锻技术 297

5.7.3 航空发动机叶片的模锻技术 298

5.7.4 小型构件的摩擦压力机模锻技术 298

5.8 铝合金锻造新工艺简介 300

5. 8.1 铝合金的冷锻 300

5.8.2 铝合金半固态模锻 301

5.8.3 粉末铝合金挤压与等温锻技术 301

参考文献 302

第六章 镁合金及其锻造技术 304

6.1 镁合金及其应用概况 304

6.1.1 镁及其合金的物理和化学特性 304

6.1.2 变形镁合金的分类及其合金化 304

6.1.3 我国变形镁合金牌号命名法及主要化学成分 305

6.1.4 国内外变形镁合金牌号对照及应用概况 307

6.2 镁合金成形特点及其对质量的影响 309

6.2.1 镁合金成形特点 309

6.2.2 成形工艺对镁合金锻件质量的影响 311

6.3 镁合金的成形工艺方法 313

6.3.1 镁合金锻造工艺 313

6.3.2 镁合金构件的挤压成形 319

6.3.3 镁合金的等温成形 320

6.3.4 镁合金的超塑性及其特点 322

6.4 镁合金锻件热处理工艺 325

6.4.1 镁合金热处理的特点 325

6.4.2 镁合金热处理状态 325

6.4.3 镁合金锻件热处理工艺 326

6.5 镁合金锻件常见缺陷及其控制 327

6.6 镁合金成形技术典型实例 329

6.6.1 AZ40M镁合金半球体的锻造工艺 329

6.6.2 AZ31镁合金散热器的等温精密成形工艺 332

6.6.3 ZK61M镁合金上机匣的等温精密成形工艺 333

6.6.4 AZ31D镁合金杯形件反挤压工艺 334

6.6.5 AZ61A镁合金杯一杆件等温复合挤压工艺 339

6.6.6 AZ31D镁合金电动螺丝刀刀把等温挤压工艺 340

6.6.7 AZ31D镁合金射钉枪端盖等温挤压工艺 347

6.7 先进镁合金塑性成形技术简介 353

6.7.1 铸锻复合成形 353

6.7.2 液态模锻再锻造 353

6.7.3 喷射+轧制／锻造／挤压 354

6.7.4 快速凝固／粉末冶金 354

参考文献 355

第七章 铜合金及其锻造技术 357

7.1 铜合金及其应用概况 357

7.1.1 概述 357

7.1.2 铜及其合金的分类、牌号和状态表示法 358

7.1.3 黄铜 359

7.1.4 青铜 360

7.1.5 白铜 362

7.2 铜合金锻造工艺性能 363

7.2.1 铜合金锻造工艺性能的特点 363

7.2.2 铜合金的锻造温度 369

7.2.3 常用铜合金可锻性比较 372

7.3 铜合金自由锻工艺特点 372

7.4 铜合金模锻工艺特点 373

7.4.1 铜合金模锻工艺流程及其特点 373

7.4.2 铜合金锻件与模具设计特点 375

7.5 铜合金锻件热处理工艺 377

7.5.1 铜合金锻件热处理的特点 377

7.5.2 铜合金锻件热处理工艺 378

7.6 铜合金锻件缺陷及其控制 379

7.7 铜合金锻造工艺典型实例 380

7.7.1 HPb59-1铜合金螺栓的挤压工艺 380

7.7.2 HPb59黄铜底盘的复合挤压工艺 381

7.7.3 HPb59黄铜分度盘模锻工艺 381

7.7.4 HPb59-1黄铜法兰盘模锻工艺 382

7.7.5 黄铜气瓶阀阀体多向模锻工艺 382

参考文献 384

附录1 加工铜及铜合金化学成分和半成品形状 385

附录2 中外铜及其合金牌号对照 395