金屬凝固原理

內容概要

　　此教材是在第1版基礎上修訂而成，共分八章。主要內容有：凝固過程的傳熱、凝固熱力學及動力學、單相合金與多相合金的凝固、凝固過程中液態(tài)金屬的流動、單相凝固技術、快速凝固等?！　〈私滩目晒┎牧蠈I(yè)的研究生和工程技術人員閱讀，也可供大學本科機械類熱加工專業(yè)師生參考。

書籍目錄

前言緒論第一章 凝固過程的傳熱第一節(jié) 凝固過程的傳熱特點第二節(jié) 非金屬型鑄造的凝固傳熱第三節(jié) 金屬型鑄造的凝固傳熱第四節(jié) 凝固過程的電子計算機數值模擬第五節(jié) 凝固過程數值模擬的最新發(fā)展習題參考文獻第二章 凝固熱力學第一節(jié) 液態(tài)金屬結構第二節(jié) 二元合金的穩(wěn)定相平衡第三節(jié) 溶質平衡分配系數第四節(jié) 液－固相界面成分及界面溶質分配系數習題參考文獻第三章 凝固動力學第一節(jié) 自發(fā)形核第二節(jié) 非自發(fā)形核第三節(jié) 固－液相界面結構第四節(jié) 晶體生長方式習題參考文獻第四章 單相合金的凝固第一節(jié) 凝固過程的溶質再分配第二節(jié) 金屬凝固過程中的“成分過冷”第三節(jié) 界面穩(wěn)定性與晶體形態(tài)第四節(jié) 胞晶組織與樹枝晶第五節(jié) 微觀偏析第六節(jié) 固－液界面非線性動力學理論習題參考文獻第五章 多相合金的凝固第一節(jié) 概述第二節(jié) 金屬－金屬共晶的凝固第三節(jié) 金屬－非金屬共晶的凝固第四節(jié) 偏晶合金的凝固第五節(jié) 包晶合金的凝固習題參考文獻第六章 凝固過程中液態(tài)金屬的流動第一節(jié) 液態(tài)金屬的對流第二節(jié) 枝晶間液態(tài)金屬的流動第三節(jié) 宏觀偏析第四節(jié) 微重力場下的金屬凝固特點習題參考文獻第七章 單向凝固技術第一節(jié) 單向凝固工藝第二節(jié) 單晶生長第三節(jié) 柱狀晶的生長第四節(jié) 自生復合材料習題參考文獻第八章 快速凝固第一節(jié) 快速凝固技術及其傳熱特點第二節(jié) 快速凝固的熱力學第三節(jié) 快速凝固的動力學及界面形貌穩(wěn)定性第四節(jié) 快速凝固晶態(tài)合金的顯微結構特征與應用第五節(jié) 快速凝固的非晶態(tài)合金習題參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第二章　凝固熱力學　　第一節(jié)　液態(tài)金屬結構　　液態(tài)金屬物理是凝聚態(tài)物理中一個比較困難但又十分活躍的分支，它以無序體系為研究對象。隨著研究的不斷深入，人們逐漸地認識到晶體結構和形態(tài)與相變前液態(tài)金屬結構及其熱力學和動力學性質密切相關。近20年來，液態(tài)金屬及合金的研究取得了重要的進展，實驗上，用X一射線、電子和中子衍射及同步輻射技術提供了液態(tài)金屬及合金豐富的結構信息，積累了大量的實驗數據；并建立了半經驗理論，在實際應用中取得了巨大的成功?！　∫簯B(tài)金屬在凝固過程中，要進行形核和晶體長大，同時還有成分的遷移、體積的收縮、對流等，這些都影響凝固后材料的質量，如一次結晶組織、疏松、疏孔、偏析、熱裂等?！　∫弧⒐腆w金屬的加熱膨脹與熔化　　1．加熱過程中由于原子間作用力不對稱引起的膨脹　　離子在平衡位置上是不停地振動著，當溫度升高時能量增加，振動頻率加快，同時振幅加大。如果我們討論兩個原子，它們之間的距離恰好是斥力和引力相平衡（如圖2—1所示），假設左邊位于坐標原點的原子被固定，而右邊的原子是自由的。當溫度升度時，右邊自由振動的原子振幅加大，此時，如果該原子以R0為原點向左和向右加大的尺度都是一樣的話，其平衡位置仍然是圖2—1中的R0，這樣就不會出現膨脹。但實際上，離子之間的勢能與離子之間距離的關系是極不對稱的，向右是水平漸近線，向左是垂直漸近線。這就意味著當溫度升高使能量從W。升高到W1，W2，W3乃至w4時，離子間的距離將由R0增大到R1，R2，R3，乃至R4。這就是說，離子問的距離將隨著溫度的升高而增加。從圖2—1可以看出，造成這種情況的原因是：當離子發(fā)生振動，互相靠近時，產生的斥力比遠離時產生的引力大，從而使離子相互問易于遠離而不易于靠近，結果使離子間平均距離加大。溫度越高，離子間勢能愈大，上述離子間作用力的不對稱也表現得愈突出。因此，隨著溫度的升高，金屬就會產生膨脹。但是，這種膨脹僅只改變離子間的距離，并不改變離子間排列的相對位置。

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