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绪论1

0.1 金属成型的概念及主要方法1

0.2 金属成型的地位与作用2

0.3 本课程的性质和任务2

第1章 液态金属的结构与性质4

1.1 液态金属的结构5

1.1.1 液体与固体、气体的比较5

1.1.2 液态金属结构的X射线衍射分析6

1.1.3 液态金属的结构特点7

1.2 液态金属的性质8

1.2.1 液态金属的黏度9

1.2.2 液态金属的表面张力11

1.3 液态金属的流动性和充型能力17

1.3.1 液态金属的流动性17

1.3.2 液态金属的充型能力18

1.3.3 液态金属停止流动的机理18

1.3.4 充型能力的经验公式19

1.3.5 影响充型能力的因素20

习题23

第2章 液态金属成型过程中的温度场24

2.1 温度场基本概念与传热学基础25

2.1.1 温度场基本概念25

2.1.2 热量传输的基本方式和基本定律27

2.1.3 导热微分方程28

2.2 铸件温度场29

2.2.1 半无限大铸件凝固过程的一维不稳定温度场30

2.2.2 几种铸件和铸型温度场特点32

2.2.3 温度场的测定与凝固动态曲线34

2.2.4 影响铸件温度场的因素36

2.3 铸件凝固方式37

2.3.1 凝固区域及其结构37

2.3.2 凝固方式及其影响因素38

2.3.3 凝固方式对铸件质量的影响40

2.4 铸件的凝固时间42

2.4.1 平方根定律42

2.4.2 “折算厚度”法则（模数法）43

2.4.3 凝固时间的实验测定方法44

2.5 焊接热过程和焊接温度场45

2.5.1 焊接热过程45

2.5.2 焊接温度场46

2.6 温度场的计算机数值模拟50

2.6.1 一维传热系统50

2.6.2 二维传热系统51

2.6.3 温度场数值模拟中的几个问题51

习题53

第3章 金属凝固热力学与动力学55

3.1 金属凝固的热力学条件57

3.1.1 金属凝固的热力学条件57

3.1.2 金属凝固过程及自由能的变化58

3.2 均质形核58

3.2.1 均质形核热力学59

3.2.2 均质形核率60

3.3 非均质形核61

3.3.1 非均质形核热力学61

3.3.2 非均质形核率63

3.3.3 非均质形核条件63

3.4 晶体的生长64

3.4.1 固-液界面的微观结构64

3.4.2 晶体生长方式及生长速度66

习题69

第4章 单相及多相合金的结晶71

4.1 凝固过程溶质再分配73

4.1.1 凝固过程中的传质73

4.1.2 平衡凝固时的溶质再分配74

4.1.3 近平衡凝固时的溶质再分配75

4.2 凝固过程的过冷状态80

4.2.1 固-液界面前方液相温度梯度80

4.2.2 热过冷81

4.2.3 成分过冷82

4.3 过冷状态对单相合金结晶形态的影响84

4.3.1 热过冷对纯金属结晶形态的影响84

4.3.2 成分过冷对单相合金结晶形态的影响85

4.4 共晶合金的结晶89

4.4.1 共晶合金的分类89

4.4.2 共晶合金的结晶方式89

4.4.3 非小平面-非小平面共晶合金的结晶92

4.4.4 非小平面-小平面共晶合金的结晶95

习题97

第5章 铸件宏观组织的形成及控制100

5.1 铸件宏观组织的形成102

5.1.1 铸件宏观组织的特征102

5.1.2 铸件宏观组织的形成103

5.2 铸件宏观组织的控制106

5.2.1 铸件宏观组织对铸件性能的影响106

5.2.2 铸件宏观组织的控制106

习题111

第6章 特殊条件下的凝固技术112

6.1 定向凝固技术113

6.1.1 定向凝固基本原理114

6.1.2 定向凝固方法114

6.1.3 单晶制备方法117

6.2 快速凝固技术120

6.2.1 快速凝固基本原理120

6.2.2 快速凝固方法120

6.2.3 快速凝固的微观组织特征122

6.3 其他特殊条件下的凝固技术124

6.3.1 微重力条件下的凝固124

6.3.2 超重力条件下的凝固125

6.3.3 半固态铸造技术125

习题128

第7章 焊接材料129

7.1 焊条131

7.1.1 焊条的组成131

7.1.2 焊条的种类133

7.1.3 焊条的型号与牌号135

7.1.4 焊条的性能136

7.1.5 焊条的选用原则142

7.2 焊丝143

7.2.1 焊丝的分类143

7.2.2 焊丝的型号和牌号144

7.2.3 焊丝的选用147

7.3 焊剂150

7.3.1 焊剂的分类151

7.3.2 焊剂的型号和牌号153

7.3.3 焊剂的特点及应用155

习题158

第8章 液态成型过程中的化学冶金160

8.1 概述162

8.2 气体与液态金属的相互作用164

8.2.1 气体的来源164

8.2.2 气体在液态金属中的溶解168

8.2.3 气体对液态金属的作用170

8.3 熔渣与液态金属的反应183

8.3.1 熔渣及其性质183

8.3.2 熔渣对液态金属的氧化189

8.4 液态金属的净化192

8.4.1 液态金属的脱氧192

8.4.2 液态金属的脱硫195

8.4.3 液态金属的脱磷197

8.5 液态成型中的合金化198

习题204

第9章 焊接接头的组织和性能206

9.1 焊接接头的形成过程207

9.2 焊缝的组织和性能209

9.2.1 熔池的结晶特点209

9.2.2 焊缝的相变组织213

9.2.3 焊缝性能的控制218

9.3 焊接热影响区221

9.3.1 焊接热影响区的组织转变特点221

9.3.2 焊接热影响区的组织分布225

9.3.3 焊接热影响区的性能229

9.4 熔合区235

9.4.1 熔合区的形成235

9.4.2 熔合区的特征236

习题238

第10章 金属成型过程中的质量控制239

10.1 化学成分不均匀性240

10.1.1 微观偏析241

10.1.2 宏观偏析243

10.2 气孔247

10.2.1 气孔的种类247

10.2.2 气孔的形成机理248

10.2.3 气孔的防止措施252

10.3 夹杂物255

10.3.1 夹杂物的来源及分类255

10.3.2 铸件中的夹杂物256

10.3.3 焊缝中的夹杂物259

10.4 缩孔与缩松260

10.4.1 金属收缩的基本概念260

10.4.2 缩孔与缩松的特征261

10.4.3 缩孔与缩松的形成机理262

10.4.4 缩孔与缩松的防止措施265

10.5 应力与变形269

10.5.1 应力269

10.5.2 变形274

10.6 裂纹278

10.6.1 热裂纹278

10.6.2 冷裂纹288

10.6.3 其他焊接裂纹294

习题297

参考文献298