绪论 1
0.1 液态成型的发展历史 1
0.2 液态成型理论体系 4
0.2.1 液态成型理论的研究对象及研究方法 4
0.2.2 凝固理论 4
0.2.3 液态成型理论的发展趋势 5
0.3 本课程的任务和要求 6
0.3.1 课程目标 6
0.3.2 课程要求 6
0.3.3 本课程与其他专业课程的联系 7
第1章 液态金属的结构与性质 8
1.1 液态金属的结构 9
1.1.1 液态金属结构的研究方法 10
1.1.2 液态金属结构模型 12
1.2 液态金属的性质 17
1.2.1 黏度 17
1.2.2 表面张力 24
1.3 遗传性 30
1.3.1 金属遗传性 30
1.3.2 金属遗传机制 33
1.3.3 遗传性的影响因素 34
1.4 半固态金属的流变性 37
1.4.1 半固态铸造 37
1.4.2 半固态金属的流变性 39
思考题 46
第2章 液态金属的流动与传热 48
2.1 液态成型过程的传热 49
2.1.1 导热的基本方程及求解 50
2.1.2 温度场的数值计算 57
2.1.3 不同界面热阻条件下温度场的特点 60
2.1.4 动态凝固曲线 61
2.1.5 金属的凝固特性 63
2.1.6 凝固时间 66
2.2 液态金属的充型能力 73
2.2.1 充型能力的基本概念与流动性的测定 73
2.2.2 液态金属停止流动的机理 74
2.2.3 液态充型能力的理论计算 75
2.2.4 影响充型能力的因素 78
2.3 液态成型中金属的流动 86
2.3.1 浮力流 86
2.3.2 枝晶间液体的流动 88
2.3.3 界面张力引起的流动 89
思考题 90
第3章 液态金属的结晶 92
3.1 液态金属结晶的热力学条件和结晶过程 94
3.1.1 液态金属结晶的热力学条件 94
3.1.2 液态金属的结晶过程 96
3.2 液态金属的形核 98
3.2.1 均质形核 98
3.2.2 非均质形核 100
3.3 晶体的生长 110
3.3.1 晶体生长中固-液界面处的原子迁移 110
3.3.2 固-液界面的微观结构 111
3.3.3 界面的生长方式和生长速度 117
思考题 123
第4章 单相合金的结晶 125
4.1 凝固过程的溶质再分配理论 127
4.1.1 扩散定律 127
4.1.2 溶质再分配现象的产生及平衡分配系数 127
4.1.3 平衡结晶时的溶质再分配 129
4.1.4 非平衡结晶时溶质再分配 129
4.2 成分过冷 137
4.2.1 成分过冷的产生 137
4.2.2 热过冷对纯金属结晶过程的影响 141
4.2.3 成分过冷对单相合金结晶过程的影响 142
4.3 其他界面稳定性理论介绍 149
4.3.1 M-S理论的模型 149
4.3.2 M-S理论界面稳定性判据 150
4.3.3 M-S理论界面稳定性的分析 152
思考题 163
第5章 多相合金的结晶 165
5.1 共晶合金的结晶 167
5.1.1 共晶合金结晶的特点及分类 167
5.1.2 共晶合金的结晶方式 168
5.1.3 规则共晶合金的结晶 172
5.1.4 非规则共晶合金的结晶 179
5.2 偏晶与包晶合金的结晶 187
5.2.1 包晶合金的结晶 187
5.2.2 偏晶合金的凝固 191
5.3 金属基复合材料的凝固 197
5.3.1 纤维增强复合材料的凝固 197
5.3.2 颗粒增强复合材料的凝固 198
思考题 201
第6章 宏观凝固组织的形成与控制 203
6.1 宏观凝固组织的形成理论 206
6.1.1 宏观凝固组织的特点 206
6.1.2 晶粒游离理论 207
6.2 等轴晶组织的获得及细化 213
6.2.1 合理控制热学条件 213
6.2.2 孕育处理 217
6.2.3 动态晶粒细化 223
6.3 凝固缺陷的形成机理及控制 232
6.3.1 偏析的形成及控制 233
6.3.2 气孔的形成及控制 239
6.3.3 夹杂物的形成及控制 250
6.3.4 缩松与缩孔 255
6.3.5 应力 265
6.3.6 变形与裂纹 268
思考题 276
附录 高斯误差函数表 279
参考文献 280