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冶金凝固過程熱模擬技術

作者：仲紅剛//翟啟傑|責編:吳凡潔//馮曉利
出版社：科學
ISBN：9787030805829

出版日期：2025/05/01
裝幀：平裝
頁數：250

人民幣：RMB 200 元售價：元

內容大鋼

生產條件下金屬凝固過程的實驗研究是凝固領域的難題，至今沒有有效的解決方案。上海大學先進凝固技術中心突破了物質模擬和幾何模擬兩種實驗方法的局限，提出了基於條件相似、以點見面的熱模擬方法。該方法成功地將生產條件下金屬凝固過程「濃縮」到在實驗室中用少量金屬研究，為生產條件下金屬凝固過程實驗研究提供了有效的方法。依靠方法創新，作者研製了一系列實驗裝備，並在基礎研究和生產工藝優化方面進行了成功的實踐。本書內容主要包括熱模擬的技術思想及原理，基於熱模擬方法設計裝備或實驗方案，還包括作者利用熱模擬技術開展的科學研究和應用研究典型案例。
本書可供冶金及鑄造等領域與金屬凝固相關的工程技術人員及科研人員閱讀參考，也可作為大專院校冶金、鑄造及相關專業師生的參考資料。

作者介紹

仲紅剛//翟啟傑|責編:吳凡潔//馮曉利

前言
第1章  金屬凝固過程及基礎理論
  1.1  液態與固態金屬的結構
    1.1.1  液態金屬結構
    1.1.2  固態金屬結構
  1.2  晶核的形成
    1.2.1  經典均質形核模型
    1.2.2  經典異質形核模型
    1.2.3  經典異質形核理論的發展
    1.2.4  形核能力評估
  1.3  晶體生長及界面穩定性
    1.3.1  固液界面結構及晶體的生長
    1.3.2  界面穩定性
  1.4  柱狀晶向等軸晶的轉變
    1.4.1  晶核來源假說
    1.4.2  凝固條件對CET的影響
    1.4.3  CET預測模型
  1.5  熱裂紋的形成
    1.5.1  熱裂形成機制
    1.5.2  熱裂判據
    1.5.3  熱裂研究存在的問題
  1.6  經典凝固理論的局限性
第2章  凝固過程常用研究方法
  2.1  異質形核研究方法
    2.1.1  差熱分析
    2.1.2  原位透射電鏡及同步輻射
    2.1.3  分子動力學
  2.2  凝固過程實驗研究方法
    2.2.1  直接實驗法
    2.2.2  離線實驗(模擬實驗)法
  2.3  數值模擬方法
    2.3.1  連鑄過程數值模擬
    2.3.2  鑄錠凝固數值模擬
  2.4  傳統方法在冶金凝固過程研究中的局限性
第3章  冶金凝固過程熱模擬方法
  3.1  冶金凝固過程熱模擬原理
  3.2  凝固特徵單元的選擇
  3.3  連鑄板坯枝晶生長熱模擬技術
    3.3.1  技術原理
    3.3.2  主要功能
  3.4  連鑄板坯枝晶生長熱模擬的相似性檢驗
  3.5  熱模擬與傳統凝固研究方法的比較
第4章  連鑄坯柱狀晶向等軸晶轉變熱模擬
  4.1  強冷條件下等軸晶來源探索
    4.1.1  柱狀晶生長前沿等軸晶來源
    4.1.2  心部等軸晶來源
  4.2  柱狀晶向等軸晶轉變條件
    4.2.1  柱狀枝晶生長動力學
    4.2.2  CET轉變條件
    4.2.3  連鑄坯CET的影響因素

  4.3  連鑄坯凝固組織及CET預測模型優化
    4.3.1  二元合金凝固組織預測及熱模擬驗證
    4.3.2  雙相不鏽鋼凝固組織及CET預測
第5章  工藝參數對連鑄坯凝固組織影響熱模擬
  5.1  高鉻馬氏體不鏽鋼連鑄可行性熱模擬研究
    5.1.1  連鑄工藝參數對凝固組織影響
    5.1.2  連鑄工藝參數對宏觀偏析的影響
    5.1.3  鑄坯中的夾雜物
    5.1.4  凝固組織與宏觀偏析的關係
  5.2  高速鋼連鑄凝固組織熱模擬
    5.2.1  連鑄M2高速鋼凝固組織熱模擬
    5.2.2  PMO對M2高速鋼鑄坯凝固組織影響
  5.3  連鑄工藝參數對新型雙相不鏽鋼鑄坯凝固組織的影響
  5.4  高碳T10A鋼連鑄工藝參數優化
第6章  連鑄坯表層鑄態組織演變規律熱模擬
  6.1  低碳鋼連鑄坯表層微觀組織演變過程熱模擬
    6.1.1  熱模擬實驗過程
    6.1.2  相似性檢驗
    6.1.3  鑄坯表層奧氏體晶粒長大規律
  6.2  鋼種成分對鑄坯表層奧氏體晶粒生長的影響
  6.3  結晶器冷卻強度對鑄坯表層奧氏體晶粒長大的影響
第7章  雙輥連鑄薄帶凝固過程熱模擬技術及應用
  7.1  雙輥連鑄薄帶凝固熱模擬技術
  7.2  硅鋼薄帶凝固組織熱模擬研究
  7.3  離心式薄帶凝固熱模擬應用
    7.3.1  離心式薄帶的澆注過程及凝固組織
    7.3.2  亞快速凝固超性能工程材料開發
第8章  大型鑄錠凝固組織熱模擬
  8.1  大型鑄錠凝固熱模擬技術
    8.1.1  大型鑄錠凝固特徵單元及關鍵特徵單元
    8.1.2  技術原理
    8.1.3  主要功能
  8.2  25t鑄錠表層及內部凝固組織熱模擬
    8.2.1  鑄錠表層凝固組織熱模擬
    8.2.2  25t鑄錠內部凝固組織熱模擬
  8.3  231t鑄錠凝固熱模擬
    8.3.1  231t大型鑄錠凝固組織熱模擬
    8.3.2  大型鑄錠凝固組織熱模擬
    8.3.3  熱模擬凝固組織分析
    8.3.4  冷卻速率與凝固組織的關係
    8.3.5  強制對流對凝固組織的影響
第9章  異質形核熱模擬技術及其應用
  9.1  異質形核熱模擬技術
    9.1.1  技術原理
    9.1.2  主要功能
  9.2  Au的異質形核機理研究
    9.2.1  不同襯底觸發Au形核的過冷度
    9.2.2  Au在不同單晶襯底的形核過冷度
    9.2.3  不同襯底觸發Au形核統計結果
    9.2.4  冷速對Au形核過冷的影響

    9.2.5  Au的潤濕角
  9.3  Al的異質形核機理研究
    9.3.1  不同質形核襯底過冷度
    9.3.2  Al在不同襯底上異質形核的過冷度
    9.3.3  形核過冷度與異質界面尺寸
    9.3.4  異質形核過冷度與錯配度
  9.4  Al在不同異質襯底的擇優生長
    9.4.1  Al/MgO的界面結構
    9.4.2  Al/MgAl2O4的界面結構
    9.4.3  Al/Al2O3的界面結構
第10章  熱裂熱模擬方法及其應用
  10.1  熱裂熱模擬技術
  10.2  晶間搭橋及其對熱裂的影響
  10.3  鋼的熱裂機理及判據
    10.3.1  晶間搭橋對熱裂的影響
    10.3.2  低碳鋼熱裂機理及條件
    10.3.3  基於能量增長率的熱裂判據
    10.3.4  高碳鋼的熱裂和熱裂判據驗證
    10.3.5  糊狀區應變中的流變行為
  10.4  AZ91D鎂合金的熱裂行為
    10.4.1  AZ91D鎂合金熱裂形成條件
    10.4.2  AZ91D鎂合金熱裂形成機理
    10.4.3  熱裂判據的討論及優化
  10.5  小結及展望
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