《金屬液態(tài)成形原理》系統(tǒng)闡明了液態(tài)金屬咸形基本原理、液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、液態(tài)金屬凝固過程中的傳熱與傳質(zhì)、金屬結(jié)晶的基本規(guī)律及結(jié)晶組織的控制、鑄件形成過程中各種缺陷的形成機(jī)理及預(yù)防途徑，并介紹了液態(tài)金屬在特殊條件下的凝固與咸形。《金屬液態(tài)成形原理》既注重理論分析，更注重實(shí)際應(yīng)用，既保留了“鑄件咸形理論”的基礎(chǔ)內(nèi)容，又盡可能反映國內(nèi)外最新科研成果。全書重點(diǎn)突出，具有很強(qiáng)的科學(xué)性和實(shí)用性�！督饘僖簯B(tài)成形原理》可作為高等學(xué)校材料咸形與控制工程專業(yè)本科生教材，也可供從事相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。
《金屬液態(tài)成形原理》是為適應(yīng)以鑄造合金及工藝為主的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求而編寫的基礎(chǔ)教材，著重運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論及專業(yè)知識闡明金屬液態(tài)成形的內(nèi)在規(guī)律和物理本質(zhì)。通過本課程的學(xué)習(xí)，讀者對金屬液態(tài)成形過程及其基本原理有較深入的理解，并對防止鑄造缺陷、改善鑄件質(zhì)量、提高鑄件性能方面，能夠提出有效的解決途徑。
本書既注重理論分析，更注重實(shí)際應(yīng)用，既保留了“鑄件成形理論”的基礎(chǔ)內(nèi)容，又盡可能反映國內(nèi)外最新科研成果。系統(tǒng)闡明了液態(tài)金屬成形基本原理、液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、液態(tài)金屬凝固過程中的傳熱與傳質(zhì)、金屬結(jié)晶的基本規(guī)律及結(jié)晶組織的控制、鑄件形成過程中各種缺陷的形成機(jī)理及預(yù)防途徑，最后還介紹了液態(tài)金屬在特殊條件下的凝固與成形。
本書可作為高等學(xué)校材料成形與控制專業(yè)本科生教材，也可供從事相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。
緒論
第1章 液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
1.1 液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)
1.1.1 液體與固體、氣體結(jié)構(gòu)比較及衍射特征
1.1.2 由物質(zhì)熔化(汽化)過程認(rèn)識液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)
1.1.3 液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)的理論模型
1.1.4 實(shí)際金屬的液態(tài)結(jié)構(gòu)
1.2 液態(tài)金屬的性質(zhì)
1.2.1 液態(tài)金屬的黏度
1.2.2 液態(tài)金屬的表面張力
1.3 液態(tài)金屬的充型能力
1.3.1 充型能力的概念及其測定方法
1.3.2 液態(tài)金屬停止流動機(jī)理及充型能力的計(jì)算
1.3.3 影響液態(tài)金屬充型能力的因素及提高充型能力的措施
思考與練習(xí)
第2章 鑄件凝固過程中的傳熱及液體流動
2.1 鑄件凝固溫度場
2.1.1 導(dǎo)熱的基本概念和定律
2.1.2 數(shù)學(xué)解析法
2.1.3 數(shù)值模擬法
2.1.4 測溫法
2.1.5 不同界面熱阻條件下的溫度場
2.1.6 影響鑄件溫度場的因素
2.2 鑄件的凝固方式
2.2.1 凝固動態(tài)曲線
2.2.2 凝固區(qū)結(jié)構(gòu)及特征
2.2.3 鑄件的凝固方式及其影響因素
2.3 鑄件的凝固時間
2.3.1 平方根定律
2.3.2 當(dāng)量厚度法則
2.4 鑄件凝固過程中的液體流動
2.4.1 凝固過程申液相區(qū)的液體流動
2.4.2 液態(tài)金屬在枝晶間的流動
思考與練習(xí)
第3章 液態(tài)金屬凝固熱力學(xué)及動力學(xué)
3.1 液態(tài)金屬凝固熱力學(xué)
3.1.1 液態(tài)金屬凝固熱力學(xué)條件
3.1.2 液態(tài)金屬凝固過程中能量的增加
3.2 均質(zhì)形核
3.2.1 形核功
3.2.2 形核率
3.3 非均質(zhì)形核
3.3.1 形核功及形核速率
3.3.2 形核劑的條件
3.3.3 影響非均質(zhì)形核的因素
3.4 純金屬晶體生長
3.4.1 晶體宏觀生長方式
3.4.2 晶體微觀生長方式
思考與練習(xí)
第4章 單相及多相合金的凝固
4.1 凝固過程的溶質(zhì)再分配
4.1.1 溶質(zhì)再分配現(xiàn)象的產(chǎn)生
4.1.2 溶質(zhì)平衡分配系數(shù)
4.1.3 平衡凝固時的溶質(zhì)再分配
4.1.4 近平衡凝固時溶質(zhì)再分配
4.2 固一液界面前沿的成分過冷
4.2.1 成分過冷的產(chǎn)生
4.2.2 成分過冷對單相合金結(jié)晶形態(tài)的影響
4.3 多相合金的凝固
4.3.1 共晶合金的凝固
4.3.2 包晶合金的凝固
4.3.3 偏晶合金的凝固
思考與練習(xí)
第5章 鑄件宏觀組織及其控制
5.1 鑄件的宏觀組織
5.2 表層細(xì)晶區(qū)及內(nèi)部柱狀晶區(qū)的形成
5.2.1 表層細(xì)晶粒區(qū)的形成
5.2.2 柱狀枝晶區(qū)的形成
5.3 中心等軸晶的形成
5.3.1 過冷液體申非均質(zhì)形核理論
5.3.2 型壁晶粒脫落與游離理論
5.3.3 枝晶熔斷理論
5.3.4 結(jié)晶雨理論
5.4 鑄件晶粒組織的控制
5.4.1 合理控制熱學(xué)條件
5.4.2 向合金熔體申加入形核劑
5.4.3 動力學(xué)細(xì)化
思考與練習(xí)
第6章 鑄件的縮孔與縮松
6.1 收縮的基本概念
6.1.1 液態(tài)收縮
6.1.2 凝固收縮
6.1.3 固態(tài)收縮
6.1.4 鑄件的收縮
6.2 縮孔及縮松
6.2.1 縮孔
6.2.2 縮松
6.2.3 鑄鐵件的縮孔與縮松
6.3 影響縮孔與縮松的因素及防止措施
6.3.1 影響縮孔與縮松的因素
6.3.2 影響灰鑄鐵和球墨鑄鐵縮孔和縮松的因素
6.3.3 防止和消除鑄件縮孔與縮松的途徑
思考與練習(xí)
第7章 鑄件中的成分偏析
7.1 微觀偏析
7.1.1 晶內(nèi)偏析
7.1.2 晶界偏析
7.2 宏觀偏析
7.2.1 正常偏析
7.2.2 逆偏析
7.2.3 V形偏析和逆V形偏析
7.2.4 帶狀偏析
7.2.5 重力偏析
思考與練習(xí)
第8章 鑄件中的氣孔與夾雜物
8.1 鑄造過程中的氣體及其來源
8.1.1 氣體的來源
8.1.2 氣體的種類與存在形態(tài)
8.1.3 氣體對鑄件質(zhì)量的影響
8.2 氣體在金屬液中的溶解與析出
8.2.1 氣體的溶解
8.2.2 氣體的析出
8.3 鑄件中的氣孔
8.3.1 析出性氣孔
8.3.2 反應(yīng)性氣孔
8.3.3 侵入性氣孔
8.4 鑄件中的非金屬夾雜物
8.4.1 夾雜物的來源與分類
8.4.2 一次夾雜物
8.4.3 二次氧化夾雜物
8.4.4 偏析夾雜物
思考與練習(xí)
第9章 鑄造應(yīng)力、變形及裂紋
9.1 鑄造應(yīng)力
9.1.1 熱應(yīng)力
9.1.2 相變力
9.1.3 機(jī)械阻礙應(yīng)力
9.1.4 減小及消除鑄造應(yīng)力的措施
9.2 鑄件的變形與冷裂
9.2.1 鑄件的變形
9.2.2 鑄件的冷裂
9.3 鑄件的熱裂
……
第10章 液態(tài)金屬在特殊條件下的凝固與成形
金屬液態(tài)成形（又稱鑄造），是指將熔融金屬（合金）在重力場或其他外力場（壓力、離心力、電磁力、振動慣性力等）作用下澆人一定鑄型中，冷卻并凝固而獲得具有型腔形狀制.品的成形方法。液態(tài)金屬凝固成形所獲得的制品稱之為鑄件。
與塑性成形、連接成形以及切削成形等其他成形工藝相比，液態(tài)成形具有其突出的特點(diǎn)：
（1）適應(yīng)性強(qiáng)。液態(tài)成形幾乎不受零件大小、厚薄以及復(fù)雜程度的限制，壁厚從零點(diǎn)幾毫米到數(shù)米，長度從幾毫米到十幾米，質(zhì)量從幾克到幾百噸，從形狀簡單到任意復(fù)雜的零件都可以通過液態(tài)成形工藝制造出來。
（2）適用材料范圍廣泛。不僅金屬材料，幾乎所有工程材料，如陶瓷、有機(jī)高分子、復(fù)合材料等，特別是脆性材料都可采用液態(tài)成形技術(shù)。
（3）成本低。鑄件的形狀及尺寸與零件非常接近，因此可減少材料消耗和后續(xù)加工量；可以大量利用廢、舊金屬材料和再生資源；易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率較高。
金屬液態(tài)成形的基本過程是充填鑄型和冷卻凝固。這兩個基本過程在各種不同條件下完成，形成多種鑄造技術(shù)與凝固技術(shù)。
充型是流動與傳熱過程，使金屬材料獲得所要求的幾何形狀；鑄件的欠鑄、冷隔、氧化夾雜等缺陷與液態(tài)金屬在充型過程中流態(tài)有關(guān)，因此充型過程分析是金屬液態(tài)成形原理的一個重要內(nèi)容。分析涉及經(jīng)典流體力學(xué)、傳熱學(xué)以及金屬液態(tài)結(jié)構(gòu)、分子物理學(xué)、表面物理等。
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