铸坯成型理论PDF电子书下载

1 液态金属的结构和性质 1

1.1 金属的膨胀和熔化 1

1.1.1 金属的膨胀 1

1.1.2 金属的熔化 2

1.2 液态金属的结构 3

1.2.1 液态金属的结构理论 3

1.2.2 液态金属的X射线衍射分析 4

1.2.3 液态金属的实际结构 5

1.2.4 对液态金属结构研究的新进展 6

1.3 液态金属的性质 7

1.3.1 液态金属的黏滞性（黏度）及其意义 7

1.3.2 液态金属的表面张力 10

1.3.3 金属的性质与液态合金流动性的关系 14

参考文献 16

2 铸坯的结晶与凝固 17

2.1 凝固的热力学 17

2.1.1 纯金属的凝固 17

2.1.2 二元合金的稳定相平衡 19

2.1.3 溶质平衡分配系数 21

2.1.4 液—固界面成分 23

2.2 形核和界面动力学过程 24

2.2.1 均质形核 24

2.2.2 非均质形核 26

2.2.3 固—液相界面结构 27

2.2.4 晶体的长大 28

2.3 液态金属的结晶过程 31

2.3.1 晶核形成 32

2.3.2 晶核长大 33

2.4 铸坯的凝固方式 36

2.4.1 铸坯的凝固特点 36

2.4.2 钢水在结晶器中的凝固过程 38

2.4.3 铸坯的凝固结构 42

2.4.4 常见连铸机型铸坯的凝固特点 43

2.4.5 近终形连铸技术与电磁连铸技术的凝固特点 44

2.5 铸坯的凝固时间 48

参考文献 50

3 铸坯凝固传热及数学模型 51

3.1 铸坯凝固传热的特点 51

3.1.1 铸坯凝固过程的特点 51

3.1.2 铸坯凝固过程传热的特点 52

3.1.3 铸坯凝固过程热平衡 52

3.2 钢液在结晶器内的传热 55

3.2.1 凝固坯壳的形成 55

3.2.2 结晶器传热机构 59

3.2.3 结晶器内钢水热量的传出 63

3.2.4 影响结晶器传热的因素 68

3.3 二次冷却区传热 73

3.3.1 二冷区热平衡 73

3.3.2 影响二冷区传热的因素 74

3.3.3 二次冷却制度的制订原则 80

3.3.4 二次冷却的控制方法 85

3.4 铸坯凝固传热数学模型 86

3.4.1 铸坯凝固传热方程描述 87

3.4.2 差分方程的建立 90

3.4.3 计算程序 94

3.4.4 数学模型的验证与应用 96

3.5 近终形连铸的凝固传热特点 97

3.5.1 薄板坯连铸的主要特点 98

3.5.2 薄带连铸的主要特点 99

3.5.3 异型坯连铸的特点 100

3.6 非晶合金连铸凝固传热的特点 101

参考文献 102

4 铸坯组织及控制 104

4.1 铸坯典型宏观组织 104

4.1.1 铸坯典型宏观组织的形成 105

4.1.2 铸坯宏观组织结构凝固的特点 105

4.1.3 形成理论发展 106

4.2 铸坯凝固组织的控制 112

4.2.1 铸坯凝固组织对质量的影响 112

4.2.2 影响铸坯宏观组织形成的因素 113

4.2.3 凝固组织的控制 115

参考文献 122

5 铸坯的收缩 124

5.1 金属凝固收缩 124

5.2 铸坯中的缩孔和缩松 125

5.3 防止铸坯产生缩孔和缩松的途径 127

5.3.1 控制工艺参数 129

5.3.2 电磁搅拌 130

5.3.3 轻压下技术 130

5.3.4 凝固末端强冷 131

参考文献 131

6 铸坯凝固过程中的气体 132

6.1 炼钢过程中气体的溶解和排除 132

6.1.1 气体在钢液中的溶解 132

6.1.2 钢液中气体的排出 134

6.2 铸坯凝固过程中气泡的析出条件 136

6.2.1 凝固过程中气体浓度的富集 136

6.2.2 铸坯凝固过程中气体的析出条件 137

6.2.3 铸坯中气泡的形成 138

6.3 气体对连铸坯质量的影响 139

6.4 铸坯皮下气泡的特征 142

6.5 铸坯中气泡的形成原因 144

6.5.1 各因素对钢液二次氧化的影响 145

6.5.2 水蒸气的影响 149

6.6 铸坯皮下气泡的分布 150

6.7 铸坯气泡的改进措施 151

6.7.1 防止二次氧化 151

6.7.2 保护浇注质量效果 151

参考文献 153

7 铸坯化学成分的不均匀性 154

7.1 微观偏析 154

7.1.1 枝晶偏析 155

7.1.2 晶界偏析 159

7.2 宏观偏析 160

7.2.1 枝晶间液体的流动对宏观偏析的影响 160

7.2.2 正常偏析 162

7.2.3 逆偏析 164

7.2.4 V形和逆V形偏析 165

7.2.5 中心偏析 166

7.2.6 带状偏析 170

7.2.7 重力偏析 171

7.3 偏析控制 172

参考文献 173

8 铸坯中的非金属夹杂物 174

8.1 非金属夹杂物的分类、来源及对铸坯质量的影响 174

8.1.1 非金属夹杂物的分类 174

8.1.2 非金属夹杂物的来源 175

8.1.3 非金属夹杂物对铸坯质量的影响 176

8.2 连铸过程非金属夹杂物的生成 177

8.2.1 非金属夹杂物生成的热力学条件 177

8.2.2 浇注前形成的非金属夹杂物 178

8.2.3 浇注时形成的非金属夹杂物 180

8.2.4 凝固时形成的非金属夹杂物 182

8.3 非金属夹杂物的长大、分布和形状 184

8.3.1 非金属夹杂物的长大 184

8.3.2 非金属夹杂物的分布 185

8.3.3 非金属夹杂物的形状 190

8.4 非金属夹杂物的评价 191

8.4.1 非金属夹杂物的评级 191

8.4.2 非金属夹杂物的鉴定 192

8.5 连铸过程中非金属夹杂物的去除 201

8.5.1 中间包中夹杂物的去除 201

8.5.2 结晶器中夹杂物的去除 206

8.6 非金属夹杂物的控制 209

8.6.1 转炉操作过程非金属夹杂物的控制 209

8.6.2 钢包精炼过程非金属夹杂物的控制 210

8.6.3 连铸过程非金属夹杂物的控制 210

参考文献 213

9 铸坯裂纹及其他缺陷 215

9.1 铸坯表面缺陷及其控制 216

9.1.1 铸坯表面振痕及其控制 216

9.1.2 铸坯表面裂纹及其控制 219

9.1.3 表面夹渣及其解决方法 230

9.2 铸坯的内部缺陷及其控制 231

9.2.1 铸坯的中心裂纹 232

9.2.2 内部裂纹产生的原因及预防措施 232

9.3 铸坯的形状缺陷及其控制 233

9.3.1 鼓肚变形 234

9.3.2 菱形变形（脱方） 235

9.3.3 圆铸坯缺陷 236

参考文献 237

10 铸坯成型新技术 239

10.1 连铸技术的发展 239

10.2 结晶器电磁制动技术 239

10.2.1 电磁制动的原理及发展 239

10.2.2 电磁制动条件下结晶器内钢液的冶金行为 240

10.2.3 电磁制动的冶金效果 243

10.2.4 电磁制动在国内的应用研究 244

10.3 直浇道电磁搅拌技术 245

10.3.1 直浇道电磁搅拌技术的原理 245

10.3.2 直浇道电磁搅拌技术的冶金效果 246

10.3.3 直浇道电磁搅拌对铸坯凝固的影响 247

10.4 结晶器在线调宽技术 247

10.4.1 结晶器在线热态调宽原则 247

10.4.2 工艺原理及设备 248

10.4.3 结晶器调宽过程中窄边坯壳受力 249

10.4.4 宽边坯壳变形过程的受力 249

10.5 液压非正弦振动技术 250

10.5.1 非正弦振动技术研究现状 250

10.5.2 非正弦振动及其参数 251

10.5.3 非正弦振动基本参数的选择 251

10.6 双结晶器法 252

10.6.1 双结晶器的原理 252

10.6.2 双结晶器在复合材料连铸中的应用 253

10.7 INMO结晶器和OPTIMUM最优化扇形段的应用 253

10.7.1 OPTIMUM扇形段的结构 253

10.7.2 INMO结晶器（Integral Mould整体式结晶器） 254

10.8 动态轻、重压下技术 255

10.8.1 轻压下改善铸坯内部质量 256

10.8.2 动态轻压下冶金效果 257

10.8.3 动态轻压下设备的特点 260

10.8.4 动态轻压下技术的应用 260

10.8.5 重压下技术 261

10.9 动态二冷控制技术 261

10.9.1 二次冷却控制技术 262

10.9.2 铸坯低倍试样分析 262

10.9.3 连铸动态二冷配水技术 263

10.9.4 工程应用实践 263

10.10 电脉冲处理钢液改善铸坯凝固组织 264

10.10.1 电脉冲孕育处理的原理 264

10.10.2 电脉冲处理技术对方坯的冶金效果 265

10.10.3 电脉冲处理技术对板坯的冶金效果 266

10.11 连铸结晶器喂稀土处理 266

10.11.1 连铸结晶器喂稀土处理 266

10.11.2 连铸机结晶器喂稀土工艺的冶金效果 267

10.12 缓冷型保护渣的应用 268

10.12.1 缓冷型连铸保护渣 268

10.12.2 缓冷型保护渣的冶金效果 269

10.13 反向凝固技术 270

10.13.1 反向凝固技术的原理 270

10.13.2 反向凝固技术的冶金效果 270

10.14 连续定向凝固技术 271

10.14.1 定向凝固的原理 271

10.14.2 连续定向凝固技术研究状况 272

10.14.3 连续定向凝固技术的应用 273

10.15 半固态金属成型技术 274

10.15.1 半固态成型技术的特点 274

10.15.2 半固态金属的几种新型流变铸造技术 275

10.15.3 半固态成型技术的发展趋势 278

10.16 金属喷射成型工艺 278

10.16.1 金属喷射成型原理 278

10.16.2 喷射成型在钢铁材料方面的应用 279

10.16.3 喷射成型技术的产业化发展 282

10.17 空心铜管坯水平电磁连铸法 283

10.17.1 水平电磁连铸法的原理 283

10.17.2 电磁场对空心管坯外表面的影响 283

参考文献 285