第1章 离心铸造概述 1
1.1离心铸造原理及分类 1
1.1.1离心力 1
1.1.2离心压力 2
1.1.3离心铸造的分类 3
1.1.4非真离心铸造离心力作用特点 5
1.2离心铸造工艺 7
1.2.1转速确定原则和方法 7
1.2.2异相质点运动规律 9
1.2.3自由表面形状 11
1.3离心力场下金属液的运动 13
1.3.1横截面内的运动 13
1.3.2纵截面内的运动 14
1.3.3金属液的实际运动 15
1.4离心力场对凝固过程的影响 16
1.4.1离心力场下金属液的凝固特点 16
1.4.2离心力场对金属液凝固顺序的影响 16
1.4.3离心力场对金属液补缩能力的影响 17
1.4.4相对运动对结晶过程的影响 17
1.5离心铸件常见缺陷 21
1.5.1气孔 21
1.5.2缩松 22
1.5.3偏析 23
1.5.4其他离心铸造缺陷 26
第2章 非真离心铸造过程中的溢出 28
2.1流体静力平衡微分方程 28
2.2溢出临界值 31
2.2.1浇铸系统模型 31
2.2.2自由液面方程 33
2.2.3临界转速 34
2.3临界转速与铸型结构之间的关系 36
2.4压力分布规律 38
2.4.1附加压力项 38
2.4.2型腔作用压力影响因素 39
2.4.3几种典型合金计算结果 40
第3章 非真离心铸造充型过程 42
3.1泊肃叶流动 43
3.1.1入口效应 43
3.1.2速度场和温度场分布特征 45
3.2初始条件及关键变量的定义 47
3.2.1基本假设 47
3.2.2过流断面（横截面）形状 47
3.2.3变量定义 50
3.3充型过程解析模型 50
3.3.1质点运动轨迹方程 50
3.3.2自由液面方程 53
3.3.3填充速度 55
3.3.4横截面倾角变化规律 58
3.3.5横截面面积变化规律 61
3.3.6横截面重心运动规律 62
3.4充型过程流态分析 66
3.4.1层流临界值 66
3.4.2充型过程流动状态 67
3.4.3边界层对流动状态的影响 68
3.5离心力场下金属液充型过程 70
3.5.1填充初速度 70
3.5.2离心力场下的正向填充过程 75
3.5.3离心力场下的反向填充过程 75
3.5.4正／反向液流界面特征 78
3.5.5离心力场下充型过程基本特征 79
3.6工艺参数对充型过程的影响 80
3.6.1转台转速对充型过程的影响 80
3.6.2入口长度对充型过程的影响 80
3.6.3入口速度对充型过程的影响 80
3.7充型过程模拟试验 82
3.7.1试验方法 84
3.7.2自由液面形状 84
3.7.3横截面倾角和面积的变化 84
3.7.4熔体充型过程 85
第4章 非真离心铸造凝固过程 86
4.1凝固过程数学描述 86
4.1.1基本假设 87
4.1.2非轴对称问题向轴对称问题的转化 88
4.1.3沿程损失 90
4.2数学模型的求解方法 92
4.2.1描述方程的简化 92
4.2.2变量代换 93
4.2.3微分方程的离散 94
4.3铸型／铸件界面的处理 97
4.4初始条件 98
4.5边界条件 100
4.5.1温度场边界条件 100
4.5.2速度场边界条件 103
4.6结晶潜热的处理 104
4.7计算结果 109
4.7.1初始参数 109
4.7.2速度场计算结果 109
4.7.3温度场计算结果 110
第5章 非真离心铸造缺陷形成机制 115
5.1非真离心铸造工艺特点 118
5.2铸件内气体缺陷的形成及控制 118
5.2.1气体缺陷形成机理 118
5.2.2气体缺陷形成的影响因素 119
5.2.3气体缺陷的控制 120
5.3缩孔和缩松的形成机理及控制 121
5.3.1缩孔和缩松的存在形态与分布特征 121
5.3.2偏中心线缩松形成机理 124
5.3.3偏心线缩松的数学描述 125
5.3.4偏中心线缩松形成的影响因素 129
5.3.5偏中心线缩松的控制 130
第6章 非真离心铸造的典型应用 132
6.1γ-TiAl基合金概述 132
6.1.1γ-TiAl基合金性能特点 132
6.1.2合金元素对γ-TiAl基合金性能的影响 134
6.1.3铸造γ-TiAl基合金的发展 136
6.2 TiAl基合金排气门 138
6.2.1排气门材质的选择 138
6.2.2生产成本的影响因素 141
6.2.3 TiAl基合金排气门的研发 142
6.3 TiAl基合金排气门的非真离心铸造 144
6.3.1合金的熔炼 144
6.3.2铸型结构设计 148
6.3.3离心浇铸TiAl基合金铸件 149
6.4排气门的后续处理 150
6.4.1热等静压工艺 151
6.4.2热压工艺 151
6.4.3表面镀层工艺 154
6.5 TiAl基合金排气门的工程应用 154
6.5.1 483Q型柴油机48h台架试验 154
6.5.2 CA4GE型发动机200h可靠性试验 158
6.6大批量生产中的若干问题 160
6.6.1生产成本降低途径 160
6.6.2内部质量进一步提高的途径 162
6.6.3成本与性能的发展取向 164
6.6.4批量应用可行性分析 164
参考文献 165