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第1章 绪论1

1.1 半固态加工的概念与特点1

1.1.1 半固态加工的概念1

1.1.2 半固态金属的特点2

1.2 半固态加工的基本工艺方法5

1.3 半固态加工的研究及发展6

1.3.1 国外研究现状6

1.3.2 国内研究现状9

参考文献10

第2章 半固态金属的物理特性与流变理论13

2.1 半固态金属的流变性与触变性13

2.2 表观黏度14

2.3 半固态金属的黏性行为21

2.4 半固态金属的流变理论25

2.5 半固态金属浆料的微结构26

2.6 半固态金属浆料的微结构模型28

2.6.1 微结构模型28

2.6.2 固体颗粒形态（morphology）对表观黏度的影响29

2.6.3 聚集体（agglomerates）的结构对表观黏度的影响30

2.6.4 微结构与流变性的关系30

2.7 半固态金属浆料的流变学行为30

2.7.1 稳态流变行为30

2.7.2 暂态流变行为34

2.7.3 连续冷却行为40

参考文献41

第3章 半固态金属的搅拌组织特性与形成机制46

3.1 金属凝固组织的形成机制46

3.1.1 金属的传统枝晶凝固组织与形成机制46

3.1.2 金属的半固态非枝晶凝固组织与形成机制50

3.2 铝合金的半固态凝固组织及影响因素63

3.2.1 机械搅拌的半固态铝合金凝固组织63

3.2.2 电磁搅拌的半固态铝合金凝固组织66

3.3 镁合金的半固态凝固组织及影响因素70

3.3.1 机械搅拌的半固态镁合金凝固组织70

3.3.2 电磁搅拌的半固态镁合金凝固组织72

3.4 高熔点金属及合金的半固态凝固组织及影响因素74

3.4.1 半固态铸铁的凝固组织74

3.4.2 钢及高温合金的半固态凝固组织77

3.4.3 铜合金的半固态凝固组织81

3.5 其他低熔点合金的半固态凝固组织及影响因素82

3.5.1 锡铅合金的半固态凝固组织82

3.5.2 金属基复合材料的半固态凝固组织83

参考文献85

第4章 半固态金属的力学行为90

4.1 半固态金属的变形特性90

4.2 半固态铝、镁合金的力学行为97

4.3 半固态钢铁材料的力学行为101

4.4 半固态金属的数学力学模型109

4.4.1 固-液两相的塑性流动规律109

4.4.2 半固态浆料的物理模型110

4.4.3 流变应力模型111

4.4.4 塑性变形的微观机制113

参考文献118

第5章 半固态金属浆料或坯料的电磁搅拌制备工艺120

5.1 交流感应旋转电磁场搅拌制备半固态金属浆料或坯料120

5.1.1 交流感应旋转电磁场搅拌工作原理120

5.1.2 低熔点半固态金属浆料或坯料的制备126

5.1.3 高熔点半固态金属浆料或坯料的制备139

5.2 交流感应行波电磁场搅拌制备半固态金属浆料或坯料143

5.3 永久磁铁旋转法搅拌制备半固态金属浆料或坯料146

5.4 无芯感应熔化法搅拌制备半固态金属浆料或坯料149

参考文献150

第6章 半固态金属浆料或坯料的其他制备工艺153

6.1 机械搅拌方法制备半固态金属浆料或坯料153

6.1.1 非连续机械搅拌法153

6.1.2 连续机械搅拌法155

6.2 变形诱变激活方法制备半固态金属坯料159

6.3 超声振动方法制备半固态金属浆料或坯料161

6.4 单辊旋转方法制备半固态金属浆料或坯料165

6.5 晶粒细化及半固态重熔方法制备半固态金属浆料或坯料168

6.5.1 ZA12合金的晶粒细化及半固态重熔组织变化168

6.5.2 AlSi7Mg合金的晶粒细化及半固态重熔组织变化169

6.6 喷射沉积方法制备半固态金属坯料173

6.7 粉末冶金方法制备半固态金属坯料178

6.8 低过热度浇注方法制备半固态金属浆料或坯料182

6.8.1 低过热度浇注制备AlSi7Mg合金半固态坯料182

6.8.2 低过热度浇注制备变形铝合金半固态坯料188

6.9 紊流效应方法制备半固态金属浆料或坯料191

6.10 用倾斜冷却板制备半固态铝合金坯料的方法与组织191

参考文献193

第7章 半固态金属的触变成形198

7.1 金属坯料的半固态重熔加热199

7.1.1 坯料的半固态重熔加热方法199

7.1.2 半固态重熔加热坯料的组织演变221

7.1.3 半固态重熔加热时固相分数的测控234

7.2 半固态金属的触变压铸成形242

7.2.1 半固态金属触变压铸工艺与设备242

7.2.2 半固态金属触变压铸工艺参数的控制规律251

7.3 Thixomolding成形工艺、设备及产品组织性能262

7.4 其他半固态触变成形工艺、设备及产品266

7.4.1 触变锻造266

7.4.2 触变挤压266

7.4.3 触变轧制268

参考文献269

第8章 半固态金属的流变成形275

8.1 双螺旋式半固态流变成形技术275

8.2 锥桶式半固态流变成形技术277

8.2.1 锥桶式半固态流变成形装置的构造278

8.2.2 工作原理、特点及技术参数280

8.2.3 试验结果280

8.3 半固态金属直接轧制成形282

8.3.1 半固态金属直接轧制成形工艺及设备282

8.3.2 半固态钢铁材料流变轧制的组织与性能288

8.4 其他几种半固态流变成形技术306

8.4.1 单螺旋流变注射成形机306

8.4.2 水平式单螺旋流变注射成形机307

8.4.3 半固态流变铸造成形308

参考文献309

第9章 铁基半固态合金的制备和性能312

9.1 电磁搅拌制备铁基半固态合金及其性质313

9.1.1 感应电磁搅拌及影响因素315

9.1.2 FC20半固态合金的研究319

9.2 液相线铸造制备铁基超微细粒状组织合金337

9.2.1 高频感应悬浮熔炼及循环过热的合金净化341

9.2.2 浇铸温度、冷却速度及合金体系对合金显微组织的影响341

参考文献350

第10章 铁基／铜基复合材料的半固态制备和性能352

10.1 Fe-Cr-Ni/SiC复合材料的制备352

10.1.1 电磁搅拌工艺制备Fe-Cr-Ni/SiC复合材料354

10.1.2 Ni-SiC的球磨工艺对制备Fe-Cr-Ni/SiC复合材料的影响355

10.1.3 合金在凝固过程中增强颗粒与凝固界面的交互作用359

10.1.4 SiC增强颗粒加入时间对制备Fe-Cr-Ni-SiC复合材料的影响361

10.2 Fe-Cr-Ni/SiC复合材料的性能362

10.3 铜基颗粒强化复合材料的制备和性能367

参考文献370

第11章 金属半固态加工技术的工业应用373

11.1 半固态加工应用的金属材料373

11.1.1 铝合金材料373

11.1.2 镁合金材料375

11.1.3 钢铁材料376

11.2 半固态加工技术在汽车工业中的应用377

11.3 半固态加工技术在其他工业中的应用380

11.3.1 镁合金半固态加工技术的应用380

11.3.2 铝合金半固态加工技术的应用382

11.3.3 高熔点金属材料半固态加工技术的应用382

参考文献387