本書全面系統(tǒng)地介紹了快速凝固與噴射成形技術(shù)的原理、特征、工藝及應(yīng)用。其主要內(nèi)容包括：緒論、快速凝固理論基礎(chǔ)、快速凝固制備技術(shù)、快速凝固合金、噴射成形技術(shù)、噴射共沉積技術(shù)、多層噴射成形技術(shù)、噴射成形坯的成形方法、先進(jìn)噴射成形技術(shù)。本書將快速凝固技術(shù)和噴射成形技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)進(jìn)行了系統(tǒng)闡述，內(nèi)容簡(jiǎn)明扼要，具有先進(jìn)性和實(shí)用性。
本書將快速凝固技術(shù)和噴射成形技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，全面系統(tǒng)地介紹了快速凝固與噴射成形技術(shù)的原理、特征、工藝及應(yīng)用，內(nèi)容簡(jiǎn)明扼要，具有先進(jìn)性和實(shí)用性。
快速凝固技術(shù)和噴射成形技術(shù)均為20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的材料制備技術(shù)�？焖倌碳夹g(shù)是一種非平衡的凝固過(guò)程，通過(guò)急冷生成亞穩(wěn)相（非晶、準(zhǔn)晶、微晶和納米晶），得到具有超細(xì)的晶粒度、無(wú)偏析或少偏析的微晶組織、特殊性能和用途的合金材料的過(guò)程。噴射成形技術(shù)是將快速凝固與成形工藝相結(jié)合發(fā)展起來(lái)的一種材料近凈成形技術(shù)，其基本原理是熔融金屬或合金在惰性氣氛中借助高壓惰性氣體或機(jī)械離心霧化形成固液兩相的顆粒噴射流，并直接噴到較冷基底上，產(chǎn)生撞擊、黏結(jié)、凝固而形成沉積坯料。這兩種技術(shù)的發(fā)展和結(jié)合，給新型材料的制備開辟了一條新的道路，給金屬材料和復(fù)合材料的發(fā)展帶來(lái)了新的活力，為材料科學(xué)提出了許多研究課題，有力地推動(dòng)了材料科學(xué)的發(fā)展。
近10年來(lái)，作者一直從事快速凝固與噴射成形的理論、技術(shù)及3D噴射成形先進(jìn)材料制備工藝的研究，建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的SF380大型3D噴射成形先進(jìn)材料生產(chǎn)線，已成功開發(fā)出50余種噴射成形高性能鋁合金產(chǎn)品，其中鋁合金彈殼、鋁合金迫擊炮管、高速列車鋁基復(fù)合材料制動(dòng)盤等產(chǎn)品正在逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。為更好地推動(dòng)快速凝固與噴射成形技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，系統(tǒng)介紹快速凝固與噴射成形技術(shù)的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用領(lǐng)域和前景，結(jié)合個(gè)人和團(tuán)隊(duì)科研人員長(zhǎng)期積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，特編寫了國(guó)內(nèi)首本專門介紹快速凝固與噴射成形技術(shù)的參考書。
本書全面系統(tǒng)地介紹了快速凝固與噴射成形技術(shù)的原理、特征、工藝及應(yīng)用。本書的主要內(nèi)容有快速凝固的基本理論和快速凝固技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，急冷凝固、大過(guò)冷凝固、再輝、溶質(zhì)分配等基本概念，噴射成形技術(shù)和噴射共成形技術(shù)的基本原理、特點(diǎn)、工藝和裝置，多層噴射成形技術(shù)制備錠坯、板坯、管坯的裝置、工藝及基本原理，各種成形坯的后續(xù)加工成形工藝，反應(yīng)噴射成形和雙金屬噴射成形兩種先進(jìn)噴射成形技術(shù)的原理、特點(diǎn)和工藝等。
本書可供材料成形領(lǐng)域的工程技術(shù)人員和研究人員閱讀，也可供相關(guān)專業(yè)在校師生使用，還可作為相關(guān)企業(yè)員工的培訓(xùn)教材。
本書的編寫得到了安徽建業(yè)科技有限公司張建業(yè)董事長(zhǎng)的大力支持，書中部分理論的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、生產(chǎn)驗(yàn)證以及設(shè)備、生產(chǎn)工藝的改進(jìn)和完善均在安徽建業(yè)科技有限公司完成，在此對(duì)公司科研人員、生產(chǎn)技術(shù)人員及全體員工表示感謝。
本書是湖南工業(yè)大學(xué)出版基金資助項(xiàng)目。在本書的編寫過(guò)程中得到了湖南大學(xué)陳剛教授，中南大學(xué)劉詠教授，湖南工業(yè)大學(xué)張昌凡教授、曾廣勝教授、田定湘教授，以及陽(yáng)建君、歐玲、張波、鄭東升等博士的大力支持和無(wú)私幫助，博士研究生胡澤藝、碩士研究生沈彤等為本書的文字輸入和圖片整理付出了辛勤勞動(dòng)，在此深表感謝。
在本書編寫過(guò)程中參考了大量的文獻(xiàn)資料，由于編寫的時(shí)間比較長(zhǎng)，參考文獻(xiàn)沒有一一列出，在此也深表感謝。
由于作者水平有限，加之時(shí)間倉(cāng)促，書中不妥之處，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
范才河
第1章緒論1
1.1快速凝固技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)1
1.1.1歷史沿革1
1.1.2快速凝固技術(shù)概述3
1.1.3快速凝固技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)5
1.2噴射成形技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)7
1.2.1噴射成形概念及原理7
1.2.2噴射成形技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀8
1.2.3噴射成形技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)9
第2章快速凝固理論基礎(chǔ)11
2.1快速凝固技術(shù)的基本原理11
2.1.1急冷凝固技術(shù)11
2.1.2大過(guò)冷凝固技術(shù)12
2.2熔體的過(guò)冷和再輝12
2.2.1熔體過(guò)冷理論12
2.2.2再輝現(xiàn)象13
2.3快速凝固時(shí)的熱流14
2.4快速凝固過(guò)程的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)15
2.4.1快速凝固過(guò)程的熱力學(xué)15
2.4.2快速凝固過(guò)程的動(dòng)力學(xué)17
2.5快速凝固過(guò)程中的溶質(zhì)分配18
2.5.1非平衡溶質(zhì)分配18
2.5.2無(wú)溶質(zhì)分配凝固20
2.6固液界面穩(wěn)定性21
2.7快速凝固時(shí)的形核與長(zhǎng)大21
第3章快速凝固制備技術(shù)23
3.1快速凝固技術(shù)分類23
3.2模冷技術(shù)25
3.2.1槍法25
3.2.2雙活塞法26
3.2.3熔體自旋法26
3.2.4平面流鑄造法28
3.2.5熔體提取法28
3.2.6熔體拖拉法和熔體溢流法29
3.2.7雙輥法30
3.2.8電子束急冷淬火法31
3.3霧化技術(shù)31
3.3.1雙流霧化法31
3.3.2離心霧化法38
3.3.3機(jī)械力霧化法42
3.3.4多級(jí)霧化法44
3.4表面熔化與沉積技術(shù)48
3.4.1表面熔化法48
3.4.2表面噴涂沉積法50
3.5大過(guò)冷快速凝固技術(shù)51
3.6快速凝固方法的選用原則52
第4章快速凝固合金54
4.1快速凝固晶態(tài)合金54
4.1.1快速凝固晶態(tài)合金的組織和性能特點(diǎn)54
4.1.2快速凝固鋁合金56
4.1.3快速凝固鎂合金60
4.1.4快速凝固高溫合金61
4.1.5快速凝固鐵基合金64
4.1.6快速凝固鈦合金65
4.1.7快速凝固銅合金66
4.2快速凝固非晶態(tài)合金67
4.2.1非晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu)68
4.2.2非晶態(tài)合金的性能69
4.2.3大塊非晶態(tài)合金的制備方法71
4.3快速凝固準(zhǔn)晶態(tài)合金72
4.3.1準(zhǔn)晶態(tài)合金的分類72
4.3.2準(zhǔn)晶態(tài)合金的制備方法72
4.3.3準(zhǔn)晶態(tài)合金的結(jié)構(gòu)73
4.3.4準(zhǔn)晶結(jié)構(gòu)的理論模型73
4.3.5準(zhǔn)晶態(tài)合金的性能74
第5章噴射成形技術(shù)75
5.1噴射成形的基本原理和特點(diǎn)75
5.1.1噴射成形的基本原理75
5.1.2噴射成形工藝的主要特點(diǎn)77
5.2噴射成形工藝及裝置79
5.2.1噴霧成形79
5.2.2離心噴射成形79
5.2.3噴射軋制81
5.2.4噴射鍛造81
5.2.5噴射涂層82
5.2.6同時(shí)噴射噴丸82
5.2.7噴射成形坯的快速成形83
5.2.8噴射共沉積84
5.3噴射成形霧化裝置及過(guò)程控制84
5.3.1霧化噴嘴的結(jié)構(gòu)與功能84
5.3.2噴射成形過(guò)程控制88
5.4噴射成形材料90
5.4.1噴射成形鋁合金90
5.4.2噴射成形鎂合金94
5.4.3噴射成形銅合金95
5.4.4噴射成形鐵基合金96
5.4.5噴射成形貴金屬98
第6章噴射共沉積技術(shù)99
6.1噴射共沉積技術(shù)的基本原理99
6.2噴射共沉積技術(shù)的理論基礎(chǔ)100
6.2.1顆粒插入的動(dòng)力學(xué)過(guò)程100
6.2.2顆粒插入過(guò)程的物理模型101
6.2.3顆粒的捕獲機(jī)制103
6.2.4顆粒與基體間的傳熱及凝固過(guò)程105
6.3噴射共沉積裝置105
6.3.1噴射共沉積裝置的構(gòu)成105
6.3.2顆粒的加入方式107
6.3.3顆粒的輸送裝置107
6.4噴射共沉積技術(shù)的應(yīng)用108
6.4.1噴射共沉積復(fù)合材料的顯微組織109
6.4.2噴射共沉積復(fù)合材料的力學(xué)性能111
6.5噴射共沉積技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)越性112
第7章多層噴射成形技術(shù)113
7.1多層噴射成形裝置及原理114
7.2多層噴射成形工藝及原理115
7.2.1金屬液滴的沉積軌跡115
7.2.2黏結(jié)模式116
7.2.3沉積層的凝固規(guī)律116
7.2.4熱應(yīng)力問題116
7.2.5沉積密度和冷卻速度117
7.3多層噴射成形技術(shù)的應(yīng)用117
7.3.1多層噴射成形制備大尺寸圓柱坯117
7.3.2多層噴射成形制備大尺寸管坯120
7.3.3多層噴射成形制備大尺寸板坯123
7.3.4多層噴射成形制備鋁基復(fù)合材料126
7.4多層噴射成形技術(shù)的特點(diǎn)131
第8章噴射成形坯的成形方法132
8.1概述132
8.2擠壓成形133
8.2.1擠壓力133
8.2.2擠壓工藝134
8.2.3擠壓規(guī)程135
8.3軋制成形136
8.3.1包套軋制137
8.3.2外框限制軋制138
8.3.3陶粒包覆軋制138
8.4環(huán)軋和擺輾140
8.4.1環(huán)軋140
8.4.2擺輾141
8.5旋壓成形141
8.5.1旋壓的分類141
8.5.2工藝參數(shù)對(duì)旋壓變形的影響142
8.6楔形壓制144
8.7噴射成形坯的半固態(tài)成形145
8.7.1半固態(tài)壓鑄146
8.7.2半固態(tài)擠壓146
第9章先進(jìn)噴射成形技術(shù)147
9.1反應(yīng)噴射成形技術(shù)147
9.1.1基本原理148
9.1.2工藝參數(shù)148
9.1.3反應(yīng)噴射成形復(fù)合材料的制備149
9.1.4反應(yīng)噴射成形技術(shù)的應(yīng)用及特點(diǎn)151
9.2雙金屬噴射成形技術(shù)151
9.2.1基本原理152
9.2.2工藝參數(shù)152
9.2.3噴射成形鋁/鋼雙金屬板的制備154
9.2.4噴射成形制備雙金屬的特點(diǎn)156
參考文獻(xiàn)157
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