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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