喷射成形快速凝固技术
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作者： 张济山，熊柏青，崔华著
出 版 社： 科学出版社
出版时间： 2008-1-1字数： 440000版次： 1页数： 349印刷时间： 2008/01/01开本： 16开印次： 1纸张： 胶版纸I S B N ： 9787030207593包装： 平装编辑推荐
国内外近年来对喷射沉积成形过程涉及的基本问题虽有一定的研究，但往往侧重于某些子过程，从整体角度考虑这些子过程之间的相互关系，以及如何应用分析结果进行优化控制喷射沉积过程的研究仍很少见，或者是作为技术秘密未予披露。但是，其处理各个子过程的基本思路大多是多年来研究雾化过程积累下来的较为成熟的理论方法，具有较高的参考价值。本书的目的就是在已有工作的基础之上，对喷射沉积成形的整体过程（由液态金属直到最终沉积体的形成）所涉及的基本问题及其相互关系进行深入研究，最终提出一个完整的理论模型统一考虑整个过程，可用于指导优化过程控制参数，获得所需的组织结构和各种特定性能的金属材料（包括各种不同形状和尺寸的坯件）。
内容简介
喷射成形是近年来发展迅速的一项快速凝固材料制备新技术。本书结合作者近年来在该领域的研究成果和国内外相关主要研究进展，系统阐述了喷射成形技术的基本原理及其应用。主要内容包括：金属雾化过程、金属熔滴的热力学与动力学行为、金属熔滴的沉积与凝固、喷射成形过程的优化控制、喷射成形材料的组织与性能以及工业化应用现状与分析等。
本书内容翔实，深入浅出，适合从事金属材料研究的相关院校师生、研究人员以及工程技术人员参阅。
目录
前言
第1章喷射成形技术发展概况
1.1喷射成形技术的起源与发展
1.1.1 Osprey工艺技术
1.1.2超声雾化喷射成形技术（LDC）
1.2喷射成形工艺的基本特点
1.2.1优点
1.2.2缺点
参考文献
第2章喷射成形的雾化过程
2.1主要雾化技术
2.1.1气体雾化
2.1.2均匀熔滴喷射成形技术
2.1.3离心雾化
2.2气体雾化的基本过程分析
2.2.1雾化区的压力分布特征
2.2.2金属液在导流管中的热行为分析
2.2.3金属流率的控制
2.2.4破碎机理
2.2.5雾化熔滴的尺寸分布
参考文献
第3章雾化气体的流动及熔滴的动力学、热力学和凝固行为
3.1单相（气体）流动
3.1.1单相气流场的测定
3.1.2单相气流场的模拟
3.1.3雾化室内的气流分布
3.2两相流动
3.2.1两相流特性的实验测量
3.2.2两相流的模拟
3.3熔滴的行为
3.3.1熔滴的热行为
3.3.2熔滴的凝固行为
3.3.3熔滴的显微组织
3.4雾化锥的热行为
参考文献
第4章沉积过程与沉积坯的凝固和显微组织演化
4.1熔滴的沉积
4.1.1熔滴与沉积基板或沉积表面的交互作用
4.1.2熔滴的沉积效率
4.2坯件的外形
4.3坯件的热流和凝固
4.3.1实验研究
4.3.2数值模拟
4.3.3解析分析
4.4显微组织演化
4.4.1晶粒组织的形成
4.4.2疏松的形成
4.4.3残余应力的形成
参考文献
第5章非连续金属基复合材料的喷射成形
5.1非连续增强金属基复合材料制备技术简介
5.1.1液相合成
5.1.2 固相合成
5.1.3两相合成
5.2增强相对喷射成形过程的影响
5.2.1 同金属熔滴的交互作用
5.2.2增强相对传热与凝固行为的影响
5.2.3反应喷射成形
参考文献
第6章喷射成形过程的优化控制
6.1沉积坯件几何形状的控制（近终形成形）
6.1.1沉积速率的基本表达式（单喷嘴）
6.1.2圆形坯段
6.1.3板坯
6.1.4复杂形状的坯件
6.2智能控制系统
6.2.1喷射成形过程的传感器技术
6.2.2智能控制系统的开发
参考文献
第7章喷射成形技术的工业化应用现状
7.1喷射成形铝合金
7.1.1喷射成形过共晶铝硅合金
7.1.2喷射成形Al-Zn系（7000系）超高强铝合金
7.2喷射成形高温合金
7.2.1涡轮环
7.2.2涡轮盘
7.2.3高温合金管
7.3喷射成形钢铁合金
7.3.1轧辊
7.3.2高合金钢
7.3.3钢板
7.4喷射成形铜合金
7.5喷射成形硅铝合金
参考文献
书摘插图
第1章喷射成形成技术发展概况
1.2喷射成形工艺的基本特点
在空气或惰性气体环境中，金属在坩埚中加热到合金液相线温度以上。一只塞子通过坯料的中心堵在坩埚中心的导流管的上部，如图1.1所示。塞子中间的热电偶可连续测量坯料的温度。当达到预定温度时，一般高于合金液相线的50～200℃，接通雾化器的高压惰性气体，提起塞子使金属液流过导流管。此外，也可以将一块坯料堵在导流管的上部，直到其熔化使金属液流出为止，或用可旋转的坩埚将金属液倒人雾化器上部的加热的漏包中。对用于飞机涡轮盘的镍基锻造坯件，采用电渣重熔和冷室感应加热坩埚〔5〕。对铝合金还采用了陶瓷过滤器。金属导流管一般为陶瓷，如石墨、ZrO2、Al2O3，或耐热金属如W。液态金属流进入雾化室，被高速气流雾化成不同尺寸的熔滴。为补偿液体流出造成的水静压力的降低，以及相应的金属质量流速的降低，有时采用逐渐增加熔炼室的气压。
雾化熔滴在基板上沉积，基板可发生转动或平动，见图l.1。过喷的颗粒不断被分离器由雾化室排出。由于过喷颗粒的表面积较高，对某些金属，如铝或钛会发生强烈的放热反应，必须避免粉末的聚集和点火或快速氧化，需采用奥氏体（抗火花）钢容器。必须小心处理过喷粉末以避免粉末同呼吸道、皮肤或眼睛接触。
1.2.1优点
（1）高致密度：直接沉积后的密度一般可达理论值的95％以上，如果工艺控制合理，则可达99％以上，经冷加工或热加工后很容易达到完全致密。
（2）低含氧量：由于沉积过程的时间很短（约10-3s）且受到惰性气体的保护，沉积体内的氧含量一般远低于同类粉末合金的水平，而与同类铸造合金相近。
（3）快速凝固的显微组织特征：包括形成细小的等轴晶组织（10～l00Um），宏观偏析的消除，显微偏析和偏析相的生成受到抑制，一次相的析出均匀细小（0.5～15Um），二次析出和共晶相细化，合金成分更趋均匀和可形成亚稳过饱和固溶体等〔7.8〕。
（4）合金性能提高：喷射沉积材料的性能（如耐蚀、耐磨、磁性及强度和韧性等理化和力学性能）比常规铸锻材料有较大的提高，与粉末材料相当。此外，合金的热加工性能大大改善，使通常不能变形加工的铸造材料可以热加工成形，甚至可以获得超塑性。
……
