第一章 金属熔体结构及电脉冲处理概述 1
1.1 液态结构的认识 1
1.1.1 概述 1
1.1.2 液态金属结构与气、固两态的相关性 1
1.1.3 液态金属结构模型 3
1.1.4 液态金属结构的理论描述 4
1.2 液态金属结构的研究方法与进展 6
1.2.1 金属熔体的物理性质研究 7
1.2.2 金属熔体结构的实验研究 9
1.2.3 金属熔体结构的计算机模拟 12
1.3 液-液结构转变特点 14
1.3.1 压力诱导液-液结构转变 14
1.3.2 温度诱导液-液结构转变 15
1.3.3 外场诱导液液结构转变 16
1.4 金属熔体结构对其凝固组织及性能的影响 17
1.5 电脉冲作用下金属凝固组织改善的研究 20
1.5.1 在固相区施加电脉冲对金属组织及性能的影响 21
1.5.2 在凝固过程中施加电脉冲对金属组织及性能的影响 21
1.5.3 金属熔体的电脉冲处理技术及其作用机理 22
参考文献 23
第二章 电脉冲产生原理与基本特性 27
2.1 脉冲电路的用途和特点 27
2.1.1 产生电脉冲的多谐振荡器 28
2.1.2 脉冲变换和整形电路 30
2.1.3 有记忆功能的双稳电路 31
2.2 振荡电路的工作原理及用途 35
2.2.1 LC振荡器 35
2.2.2 RC振荡器 37
2.2.3 调幅和检波电路 39
2.2.4 调频和鉴频电路 40
2.3 电脉冲的电磁学特性 41
2.3.1 唯象模型描述 41
2.3.2 理论解析 44
2.4 电脉冲作用下熔体内部电磁场分布的有限元模拟 45
2.4.1 电磁场的数值计算研究 45
2.4.2 电磁场模拟基本理论与计算方法 49
2.4.3 脉冲电磁场在熔体内分布的模拟 50
2.4.4 模型的建立 55
2.4.5 熔体内部电磁场分布仿真研究 61
参考文献 77
第三章 电脉冲熔体处理对钢铁材料凝固组织与性能的影响 80
3.1 脉冲电压对高碳钢凝固组织的影响 80
3.1.1 实验材料与方法 80
3.1.2 脉冲电压对高碳钢凝固组织的影响 80
3.1.3 脉冲电压与形核率间的经验公式 84
3.1.4 冷却速率对电脉冲熔体处理T8钢凝固组织的影响 86
3.1.5 不同脉冲电压对T8钢珠光体形态的影响 88
3.2 电脉冲处理时间对9Cr2MoV钢凝固组织的影响 92
3.2.1 实验材料与方法 93
3.2.2 小功率电脉冲处理时脉冲处理时间对9Cr2MoV凝固组织的影响 93
3.2.3 大功率电脉冲处理时脉冲处理时间对9Cr2MoV凝固组织的影响 95
3.2.4 电脉冲改善9Cr2MoV凝固组织过程中的衰退现象研究 96
3.2.5 电脉冲对钢液结构的最佳作用时间及衰退现象机理讨论 98
3.2.6 电脉冲在碳钢凝固过程中的作用 99
3.3 电脉冲处理对Q235连铸钢小方坯凝固组织的影响 102
3.3.1 实验材料与方法 102
3.3.2 组织观察 102
3.3.3 电脉冲处理对碳元素偏析的影响 103
3.3.4 热锻之后的金相组织比较 104
3.3.5 力学性能 105
3.4 电脉冲处理条件下金属结晶的原位观察 105
3.4.1 高温共聚焦设备概述 106
3.4.2 电脉冲处理条件下Al-5％Cu合金液固相变原位观察的尝试 107
3.4.3 电脉冲处理条件下Q235液固相变的原位观察 110
参考文献 114
第四章 电脉冲熔体处理对有色金属凝固组织与性能的影响 116
4.1 电脉冲熔体处理对纯铝凝固组织的影响 116
4.1.1 实验材料与方法 116
4.1.2 电脉冲参数对纯铝凝固组织的影响 117
4.1.3 电脉冲处理频率与时间参数对纯铝形核率的影响 119
4.1.4 铝熔体电脉冲处理的孕育衰退现象 120
4.1.5 不同过热度下铝熔体电脉冲处理的铸态组织特征 121
4.2 电脉冲作用下铝熔体的遗传性 124
4.2.1 概述 124
4.2.2 实验材料与方法 126
4.2.3 试样的宏观组织与遗传因子 127
4.2.4 试样的DSC分析 128
4.2.5 不同脉冲电压作用下的组织遗传特征 129
4.2.6 铝熔体电脉冲处理的遗传改造思想及二次脉冲 131
4.2.7 铝熔体电脉冲处理的遗传消减 133
4.3 脉冲电场作用下铝熔体的黏度测试与DSC分析 135
4.3.1 引言 135
4.3.2 实验材料与方法 135
4.3.3 脉冲电场作用下铝熔体的黏滞性研究 136
4.3.4 脉冲电场作用下铝熔体的DSC分析 140
4.4 铝铜合金的电脉冲熔体处理及其对凝固偏析的影响 144
4.4.1 实验材料与方法 144
4.4.2 脉冲电压对Al-5％Cu合金凝固组织的影响 145
4.4.3 脉冲处理时间对A1-5％Cu合金凝固组织的影响 147
4.4.4 熔体温度对电脉冲处理Al-5％Cu合金凝固组织的影响 148
4.4.5 Al-5％Cu合金偏析特性 150
4.5 电脉冲熔体处理对铸造铝铜合金热裂性能的影响 153
4.5.1 铸造Al-Cu合金热裂的萌生及评定 153
4.5.2 电脉冲处理对Al-5％Cu合金抗热裂性能的影响 157
4.5.3 电脉冲处理改善Al-5％Cu合金热裂倾向的机理 161
4.6 电脉冲熔体处理对Al-22％Si合金凝固组织的影响 162
4.6.1 不同参数电脉冲熔体处理对Al-22％Si合金凝固组织的影响 163
4.6.2 不同熔体处理方法对Al-22％Si合金凝固组织影响的比较 165
4.7 电脉冲作用下Al-22％Si合金组织遗传性的研究 167
4.7.1 热循环对Al-22％Si合金凝固组织的影响 167
4.7.2 电脉冲处理后热循环对Al-22％Si合金凝固组织的影响 168
4.7.3 电脉冲作用下Al-22％Si合金衰退性的研究 170
4.8 电脉冲处理参数对Al-22％Si-1.5％Cu合金凝固组织的影响 172
4.8.1 脉冲电压对过共晶Al-Si-Cu合金组织与性能的影响 172
4.8.2 脉冲频率对过共晶Al-Si-Cu合金组织与性能的影响 175
4.8.3 分析与讨论 178
4.9 电脉冲预处理——反挤成型法制备高铝硅合金缸套工艺研究 180
4.9.1 实验工艺与方法 181
4.9.2 实验结果与讨论 182
4.10 电脉冲熔体处理对纯铜凝固组织及传导性能的影响 184
4.10.1 电脉冲频率对纯铜凝固组织的影响 184
4.10.2 电脉冲熔体处理条件对纯铜凝固组织的影响 186
4.10.3 电脉冲熔体处理对纯铜定向凝固组织细化行为的影响 188
4.10.4 电脉冲处理对纯铜导电导热性能的影响 191
4.11 电脉冲处理易切削硅黄酮的组织及其力学性能 200
4.11.1 电脉冲处理后H65Si1.5合金的组织特点 200
4.11.2 电脉冲处理后H65Si1.5合金的切削性能 202
4.11.3 电脉冲处理后H65Si1.5合金的力学性能 203
参考文献 203
第五章 电脉冲孕育处理机制探讨 207
5.1 原子团簇的特征与研究手段 207
5.1.1 概述 207
5.1.2 团簇的性质 207
5.2 液态金属团簇结构假说 222
5.2.1 纯金属液态团簇结构假说 223
5.2.2 纯铝熔体结构模型 224
5.2.3 电脉冲孕育处理机理 225
5.3 模型验证 228
5.3.1 引言 228
5.3.2 铝熔体结构的液态X射线衍射分析 228
5.3.3 铝熔体结构的温度变化特性 230
5.3.4 电脉冲作用下铝熔体的结构转变特性 234
5.3.5 铝熔体结构对不同脉冲电场的响应特性 239
5.3.6 过热与电脉冲联合处理后的铝熔体结构特征 242
5.3.7 熔体的DSC分析 244
5.4 典型合金体系电脉冲处理机理的探讨 245
5.4.1 亚共晶铝铜合金熔体结构模型 245
5.4.2 电脉冲处理亚共晶Al-Cu合金熔体结构模型 248
5.4.3 电脉冲处理改善Al-5％Cu合金偏析机理 249
5.4.4 电脉冲处理改善Al-5％Cu合金偏析机理验证 250
参考文献 255