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第1章 绪论 1

1.1 流变学概念 1

1.1.1 流变学的含义 1

1.1.2 金属材料流变学与成形 1

1.1.3 金属材料流变学研究的内容和意义 2

1.2 金属材料流变学构成 2

1.2.1 固液态金属流变学 2

1.2.2 铸造加工流变学 3

1.2.3 塑性加工流变学 3

1.3 流变学与热力学分析 4

1.4 金属材料流变学研究难点及展望 5

参考文献 5

第2章 金属的三种结构 6

2.1 液态金属结构 6

2.1.1 液态金属与固态金属的差别 6

2.1.2 液态金属结构模型 8

2.1.3 实际液态金属结构 9

2.2 固态金属晶体结构及其缺陷 9

2.2.1 金属晶体结构 9

2.2.2 合金相结构 13

2.2.3 金属晶体缺陷 13

2.3 固液态金属结构 20

2.3.1 固相率和液相率 20

2.3.2 固相粒子形貌 20

2.3.3 固液态金属典型结构 21

参考文献 23

思考题 23

第3章 金属三种结构下的成形原理 24

3.1 液态金属凝固成形 24

3.1.1 晶核形成（形核） 24

3.1.2 晶体长大 27

3.1.3 单相金属及合金的凝固 29

3.2 金属塑性成形 36

3.2.1 塑性成形冶金学 36

3.2.2 塑性成形力学条件 41

3.3 金属固液成形 43

3.3.1 高压凝固理论 43

3.3.2 固液态模锻下塑性变形理论 46

3.3.3 金属固液成形下制件的收缩过程 51

3.3.4 金属固液成形下的力学过程 55

3.3.5 金属固液成形下凝固-塑性变形共存与交融 65

参考文献 65

思考题 65

第4章 金属材料流变学基础 67

4.1 金属材料流变模型 67

4.1.1 牛顿体 67

4.1.2 非牛顿体 68

4.1.3 广义牛顿体 69

4.1.4 依时性非牛顿体 70

4.1.5 胡克弹性体的弹性流动 71

4.1.6 圣维南体 72

4.1.7 简单的流变模型 72

4.2 网络结构 73

4.3 应力与应变理论 76

4.3.1 应力 76

4.3.2 连续介质的变形 83

4.3.3 连续介质的流动 86

4.3.4 守恒定律 89

4.3.5 本构方程 93

参考文献 95

思考题 95

第5章 液态金属流变学特性 96

5.1 基本概念 96

5.2 简单的流体模型 97

5.2.1 牛顿体 97

5.2.2 非牛顿体 98

5.3 复杂流变模型 98

5.3.1 五种模型比较 98

5.3.2 五种模型流变学分析 99

5.4 铸造合金的流变性能模型 101

5.5 液态金属成形流动 102

5.5.1 充型流动 102

5.5.2 充型后液态金属流动 104

5.6 充型过程数值模拟 107

5.6.1 压铸模拟分析理论基础 107

5.6.2 镁合金铸锻双控成形工艺参数优化模拟 110

5.7 流变学在凝固加工中的应用 118

5.7.1 铸造合金的流变性能 118

5.7.2 压铸充型中的流变学问题 119

5.7.3 缩松形成的流变学行为 120

5.7.4 热裂纹形成的流变学行为 121

参考文献 122

思考题 122

第6章 固态金属流体的流变学特性 123

6.1 关于固体材料流变学 123

6.1.1 塑性流动的基本特征 123

6.1.2 塑性流变学的基本问题 123

6.1.3 固态金属流体的分类 124

6.2 固体流变力学 126

6.2.1 条件应力图和真实应力图 126

6.2.2 卸载和重复加载 126

6.2.3 变形速度的影响 127

6.2.4 最简单的流变模型 127

6.3 固体流变冶金学 128

6.3.1 滑移流动 128

6.3.2 位错运动引起的滑移 129

6.3.3 孪生流动 129

6.3.4 多晶体塑性流动 129

6.3.5 合金的塑性流动 129

6.4 自由流动理论——最小阻力定律 130

6.4.1 均匀流动 130

6.4.2 不均匀流动 131

6.5 流动性及影响因素 133

6.5.1 固体的流动性 133

6.5.2 影响流动性的因素 134

6.6 典型的流变过程分析 136

6.6.1 镦粗 136

6.6.2 开式模锻 139

6.6.3 正挤压 139

6.7 流变学在塑性加工中的应用 141

6.7.1 蠕变 141

6.7.2 普通塑性成形 144

6.7.3 特种塑性加工 146

6.7.4 应用实例 149

参考文献 152

思考题 152

第7章 半固态金属流体的流变学特性 153

7.1 半固态金属奇异流变现象 153

7.2 表征半固态金属流动方法 154

7.3 影响表观黏度的因素 155

7.3.1 固相率对表观黏度的影响 155

7.3.2 剪切速率对表观黏度的影响 155

7.3.3 冷却速率对表观黏度的影响 155

7.3.4 固相颗粒形貌对表观黏度的影响 156

7.4 半固态浆液流动模型 157

7.5 半固态球晶组织流变学 158

7.6 高固相率半固态ZK60-RE触变行为 162

7.6.1 影响因素分析 162

7.6.2 半固态合金触变行为的微观机制 169

7.6.3 高固相率半固态等温压缩过程中的固-液相变化机制 169

7.7 网络结构与触变行为 171

7.8 流变学在半固态金属成形中的应用 173

7.8.1 半固态金属模锻成形 173

7.8.2 半固态金属压铸成形 179

参考文献 184

思考题 186

第8章 流变应力及测量 187

8.1 金属材料流变应力表征方法 187

8.2 固态金属材料屈服强度的测定 193

8.2.1 拉伸试验 193

8.2.2 扭转试验 194

8.2.3 拉伸试验与扭转试验的比较 195

8.3 触变强度测量 195

8.4 黏度测量 196

8.4.1 毛细管流变仪 196

8.4.2 同轴圆筒流变仪 198

8.4.3 锥板式流变仪 200

8.4.4 各种类型流变仪的优缺点 201

参考文献 201

思考题 202