精密熱加工技術(shù)是制造高性能復(fù)雜形狀構(gòu)件的關(guān)鍵技術(shù)，是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。精密熱加工技術(shù)鮮明的特點(diǎn)是在獲得近凈復(fù)雜形狀構(gòu)件的同時(shí)，通過(guò)從原材料到最終構(gòu)件的全工藝過(guò)程調(diào)控，改善構(gòu)件內(nèi)部組織， [1]從而提高構(gòu)件的綜合力學(xué)性能。近年來(lái)，隨著航空、航天等高端裝備向長(zhǎng)壽命、高可靠性、超高速飛行和隱身方向的發(fā)展，新結(jié)構(gòu)新材料不斷出現(xiàn)，直接推動(dòng)了新型熱加工技術(shù)的研發(fā)。本書重點(diǎn)介紹了面向輕質(zhì)高強(qiáng)材料、輕質(zhì)耐高溫/超高溫材料、輕量化結(jié)構(gòu)、整體化結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)功能一體化發(fā)展的精密熱加工新技術(shù)，這些新技術(shù)已顯示出具有良好的發(fā)展前景和應(yīng)用價(jià)值。本書第1章由苑世劍編寫；第2章由苑世劍、何祝斌、劉鋼編寫；第3章由何祝斌、凡曉波、苑世劍編寫；第4章由徐永超、苑世劍編寫；第5章由盧振編寫；第6章由蘇彥慶、王亮編寫；第7章由孔凡濤編寫；第8章由王宏偉、鄒鶉?guó)Q編寫；第9章由丁宏升編寫；第10章由駱良順、蘇彥慶、王亮編寫；第11章由黃陸軍、耿林編寫；第12章由姜建堂、邵文柱編寫；第13章由高智勇編寫；第14章由唐光澤編寫。苑世劍擬定全書編寫提綱，組織編寫，對(duì)全書進(jìn)行統(tǒng)稿和文字潤(rùn)色。張躍冰副研究員和盧振副教授承擔(dān)了書稿的整理工作。 [1]

第1章　緒　論

1.1　精密熱加工技術(shù)種類與重要性1

1.2　航空航天領(lǐng)域熱加工技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)3

1.2.1　輕量化結(jié)構(gòu)精密熱加工技術(shù)3

1.2.2　整體化結(jié)構(gòu)精密熱加工技術(shù)4

1.2.3　結(jié)構(gòu)功能一體化精密熱加工技術(shù)5

1.2.4　超高溫材料構(gòu)件精密熱加工技術(shù)6

參考文獻(xiàn)7

第2章　輕合金管材熱態(tài)內(nèi)壓成形技術(shù)

2.1　概述8

2.2　鋁合金管材熱油介質(zhì)成形技術(shù)9

2.2.1　熱油介質(zhì)成形設(shè)備9

2.2.2　熱油介質(zhì)等溫成形11

2.2.3　熱油介質(zhì)差溫成形15

2.3　鋁合金管材熱態(tài)氣壓成形技術(shù)18

2.3.1　熱態(tài)氣壓成形設(shè)備18

2.3.2　鋁合金管熱態(tài)脹形成形性能20

2.3.3　鋁合金空心變截面構(gòu)件熱態(tài)氣壓成形22

2.4　鎂合金管材熱態(tài)內(nèi)壓成形技術(shù)25

2.4.1　鎂合金管環(huán)向及自由脹形性能25

2.4.2　鎂合金空心變截面構(gòu)件熱態(tài)內(nèi)壓成形28

2.5　鈦合金管材高壓氣脹成形技術(shù)31

2.5.2　鈦合金變徑管高壓氣脹成形33

2.5.3　補(bǔ)料量對(duì)變徑管壁厚分布的影響35

2.5.4　高壓氣脹成形變徑管微觀組織36

參考文獻(xiàn)38

第3章　鋁合金板材冷熱復(fù)合模成形技術(shù)

3.1　概述40

3.2　冷熱復(fù)合模成形技術(shù)原理與特點(diǎn)4

3.2.1　冷熱復(fù)合模成形技術(shù)原理41

3.2.2　冷熱復(fù)合模成形技術(shù)特點(diǎn)43

3.3　固溶態(tài)鋁合金板材變形行為43

3.3.1　高溫變形機(jī)制43

3.3.2　高溫力學(xué)性能44

3.3.3　高溫脹形性能45

3.3.4　高溫?cái)嗔研袨?6

3.4　冷熱復(fù)合模成形過(guò)程強(qiáng)化規(guī)律47

3.4.1　可熱處理強(qiáng)化鋁合金47

3.4.2　強(qiáng)度變化規(guī)律48

3.4.3　析出相演變規(guī)律50

3.5　冷熱復(fù)合模成形裝置關(guān)鍵技術(shù)52

3.6　冷熱復(fù)合模成形技術(shù)應(yīng)用53

參考文獻(xiàn)54

第4章　輕合金板材背壓溫?zé)崂畛尚渭夹g(shù)

4.1　概述56

4.1.1　板材背壓溫?zé)崂畛尚卧?6

4.1.2　板材背壓溫?zé)崂畛尚蔚奶攸c(diǎn)57

4.1.3　板材背壓溫?zé)崂畹倪m用范圍57

4.1.4　板材背壓溫?zé)崂畹膰?guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀57

4.2　板材溫?zé)岜硥豪畛尚窝b置58

4.2.1　板材溫?zé)岜硥豪钅＞?8

4.2.3　板材溫?zé)岜硥豪罴訜嵯到y(tǒng)61

4.3　溫?zé)岜硥豪钊毕菪问脚c形成機(jī)制62

4.3.1　破裂缺陷62

4.3.2　起皺缺陷64

4.3.3　表面缺陷65

4.4　5A06鋁合金筒形件背壓溫?zé)崂畛尚?5

4.4.1　試件材料及尺寸65

4.4.2　溫度對(duì)壁厚及缺陷的影響66

4.4.3　顆粒大小及顆粒介質(zhì)背壓對(duì)表面質(zhì)量的影響68

4.4.4　溫?zé)岜硥豪畛尚螠囟扰c背壓的匹配70

參考文獻(xiàn)71

第5章　NiAl合金電脈沖輔助熱塑性成形技術(shù)

5.1　概述73

5.2　NiAl合金材料電脈沖輔助快速制備技術(shù)75

5.2.1　NiAl粉體的機(jī)械合金化75

5.2.2　NiAl合金材料電脈沖輔助快速制備工藝78

5.3　NiAl合金電脈沖輔助高溫變形規(guī)律及微觀組織演變83

5.3.1　電流作用下NiAl合金高溫變形行為83

5.3.2　電流輔助NiAl合金高溫變形過(guò)程微觀組織演變87

5.4　NiAl合金構(gòu)件電脈沖輔助塑性成形工藝與性能89

5.4.1　NiAl合金前緣電脈沖輔助塑性成形工藝89

5.4.2　電脈沖輔助塑性成形前緣力學(xué)性能及其強(qiáng)化機(jī)制90

5.4.3　電脈沖輔助塑性成形NiAl合金高溫抗氧化性能表征及控制94

參考文獻(xiàn)98

第6章　鋁合金行波磁場(chǎng)鑄造技術(shù)

6.1　概述100

6.2　行波磁場(chǎng)對(duì)合金熔體產(chǎn)生的電磁力102

6.2.1　行波磁場(chǎng)位置對(duì)電磁力的影響102

6.2.2　電流安匝數(shù)對(duì)電磁力的影響106

6.2.3　電流頻率對(duì)電磁力的影響108

6.2.4　實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證111

6.3　行波磁場(chǎng)作用下鋁合金凝固組織細(xì)化112

6.4　行波磁場(chǎng)作用下鋁合金致密化凝固116

6.4.1　行波磁場(chǎng)對(duì)鋁合金凝固組織中氣孔的影響117

6.4.2　行波磁場(chǎng)對(duì)鋁合金凝固組織微觀孔洞的影響119

6.5　行波磁場(chǎng)鑄造成形的實(shí)驗(yàn)研究125

參考文獻(xiàn)127

第7章　高溫鈦合金熔模精密鑄造技術(shù)

7.1　概述128

7.2　高溫鈦合金熔體與氧化物陶瓷型殼界面相互作用機(jī)理129

7.2.1　熔體與型殼面層間的相互作用規(guī)律129

7.2.2　熔體與型殼面層間的相互作用機(jī)制132

7.3　高溫鈦合金熔體在離心力場(chǎng)條件下的充型與凝固規(guī)律135

7.3.1　高溫鈦合金的鑄造充型能力138

7.3.2　型殼面層材料對(duì)合金充型能力的影響139

7.3.3　型殼預(yù)熱溫度對(duì)合金充型能力的影響142

7.3.4　界面反應(yīng)對(duì)鈦合金充型能力影響機(jī)制144

7.3.5　離心轉(zhuǎn)速對(duì)合金充型能力的影響147

7.4　鑄造高溫鈦合金成分控制與組織性能148

7.4.1　鑄造高溫鈦合金的成分控制148

7.4.2　鑄造高溫鈦合金的凝固組織及力學(xué)性能150

7.5　典型高溫鈦合金鑄件的研制152

參考文獻(xiàn)156

第8章　高溫合金點(diǎn)陣夾芯板熔模精密鑄造技術(shù)

8.1　概述157

8.2　3D－Kagome點(diǎn)陣夾芯板熔模精密鑄造充型與凝固特點(diǎn)158

8.2.1　點(diǎn)陣夾芯板熔模精密鑄造澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)158

8.2.2　熔模精密鑄造點(diǎn)陣夾芯板充型規(guī)律159

8.2.3　熔模精密鑄造點(diǎn)陣夾芯板凝固特點(diǎn)161

8.2.4　熔模精密鑄造點(diǎn)陣夾芯板縮松缺陷分析164

8.3　澆注溫度與型殼預(yù)熱溫度對(duì)點(diǎn)陣夾芯板鑄造缺陷的影響166

8.3.1　澆注溫度對(duì)縮松缺陷位置的影響166

8.3.2　型殼預(yù)熱溫度對(duì)縮松缺陷位置的影響170

8.3.3　縮松缺陷體積分?jǐn)?shù)分析173

8.4　高溫合金3D－Kagome點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)夾芯板熔模精密鑄造成形實(shí)驗(yàn)175

8.4.1　3D－Kagome點(diǎn)陣夾芯板模樣的制備175

8.4.2　3D－Kagome點(diǎn)陣夾芯板陶瓷型殼制備175

8.4.3　高溫合金3D－Kagome點(diǎn)陣夾芯板澆注工藝177

8.4.4　熔模精密鑄造3D－Kagome點(diǎn)陣夾芯板組織178 [1]

8.5　高溫合金3D－Kagome點(diǎn)陣夾芯板平壓性能180

8.5.1　高溫合金3D－Kagome點(diǎn)陣夾芯板平壓性能理論分析180

8.5.2　剛性面板時(shí)3D－Kagome點(diǎn)陣夾芯板的平壓性能183

8.5.3　彈性面板時(shí)3D－Kagome點(diǎn)陣夾芯板的平壓性能185

8.5.4　3D－Kagome點(diǎn)陣夾芯板平壓性能實(shí)驗(yàn)188

參考文獻(xiàn)189

第9章　TiAl基合金電磁冷坩堝定向凝固技術(shù)

9.1　概述190

9.2　電磁冷坩堝定向凝固TiAl基合金鑄錠制備191

9.2.1　電磁冷坩堝定向凝固鑄錠制備方法191

9.2.2　熔體內(nèi)電磁場(chǎng)分析192

9.2.3　熔體洛倫茲力與電磁攪拌194

9.2.4　熔體內(nèi)流場(chǎng)分析195

9.2.5　定向凝固鑄錠表面質(zhì)量196

9.3　電磁冷坩堝定向凝固TiAl基合金組織198

9.3.1　定向凝固TiAl基合金的凝固組織198

9.3.2　定向凝固柱狀晶組織201

9.4　電磁冷坩堝定向凝固TiAl基合金片層203

9.4.1　電磁冷坩堝定向凝固TiAl基合金片層取向控制203

9.4.2　電磁冷坩堝定向凝固TiAl基合金片層間距205

9.5　電磁冷坩堝定向凝固TiAl基合金性能及典型件研制208

9.5.1　定向凝固TiAl基合金的力學(xué)性能208

9.5.2　定向凝固TiAl基合金熱處理技術(shù)212

9.5.3　定向凝固TiAl基合金葉片精確加工成形技術(shù)214

參考文獻(xiàn)215

第10章　Nb－Si基超高溫合金等離子弧—感應(yīng)懸浮復(fù)合熔煉技術(shù)

10.1　概述217

10.2　等離子弧—感應(yīng)懸浮復(fù)合熔煉系統(tǒng)設(shè)計(jì)219

10.2.1　等離子槍整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)220

10.2.2　水冷銅坩堝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)223

10.3　等離子弧—感應(yīng)懸浮復(fù)合熔煉數(shù)值模擬226

10.3.1　復(fù)合熔煉數(shù)值模擬226

10.3.2　電流載荷下坩堝內(nèi)的電磁場(chǎng)計(jì)算229

10.3.3　頻率對(duì)坩堝內(nèi)不同位置電磁場(chǎng)影響230

10.3.4　感應(yīng)器相對(duì)坩堝底部距離對(duì)其內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度影響231

10.3.5　感應(yīng)加熱穩(wěn)態(tài)熔體內(nèi)電磁場(chǎng)分布231

10.3.6　水冷銅坩堝感應(yīng)懸浮熔煉溫度場(chǎng)分布及特性分析234

10.4　Nb－Si合金等離子弧—感應(yīng)懸浮復(fù)合熔煉實(shí)驗(yàn)239

10.4.1　等離子槍單獨(dú)加熱熔煉Nb－Si合金239

10.4.2　等離子弧—感應(yīng)懸浮復(fù)合熔煉電磁場(chǎng)對(duì)等離子弧的影響240

10.4.3　氣體流量對(duì)等離子弧穩(wěn)定性的影響241

10.4.4　等離子弧—感應(yīng)懸浮復(fù)合熔煉過(guò)程駝峰的變化241

10.4.5　等離子弧—感應(yīng)懸浮復(fù)合熔煉組織成分研究242

10.5　典型件應(yīng)用245

參考文獻(xiàn)247

第11章　硼化鈦晶須增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料成形與熱處理技術(shù)

11.1　概述249

11.2　網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)TiBw/Ti復(fù)合材料制備與表征249

11.2.1　網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)TiBw/Ti復(fù)合材料設(shè)計(jì)與制備249

11.2.2　網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)TiBw/TC4復(fù)合材料組織與拉伸性能251

11.3　塑性變形對(duì)TiBw/Ti復(fù)合材料組織與性能的影響254

11.3.1　燒結(jié)態(tài)TiBw/TC4復(fù)合材料高溫壓縮變形254

11.3.2　網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)TiBw/TC4復(fù)合材料熱擠壓變形258

11.3.3　網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)TiBw/TC4復(fù)合材料熱軋制變形264

11.4　熱處理對(duì)TiBw/Ti復(fù)合材料組織與性能的影響267

11.4.1　淬火時(shí)效對(duì)TiBw/TC4復(fù)合材料組織與性能的影響267

11.4.2　退火對(duì)擠壓態(tài)TiBw/TC4復(fù)合材料組織與性能的影響269

11.4.3　淬火時(shí)效對(duì)擠壓態(tài)TiBw/TC4復(fù)合材料組織與性能的影響272

參考文獻(xiàn)275

第12章　Al－Zn－Mg－Cu合金非等溫時(shí)效處理技術(shù)

12.1　概述277

12.1.1　非等溫時(shí)效的定義277

12.1.2　非等溫時(shí)效技術(shù)應(yīng)用需求及背景278

12.1.3　非等溫時(shí)效工藝的特點(diǎn)279

12.2　非等溫時(shí)效工藝簡(jiǎn)介279

12.2.1　非等溫時(shí)效工藝對(duì)鋁合金材料的要求279

12.2.2　非等溫時(shí)效工藝分類280

12.3　7×××鋁合金非等溫時(shí)效過(guò)程中鋁合金的析出行為281

12.3.1　升溫時(shí)效過(guò)程中的沉淀析出行為281

12.3.2　降溫時(shí)效過(guò)程中7×××合金的沉淀析出行為283

12.3.3　復(fù)合時(shí)效過(guò)程中的7×××鋁合金組織變化286

12.3.4　時(shí)效過(guò)程中析出行為小結(jié)288

12.3.5　非等溫時(shí)效過(guò)程中的組織演化機(jī)理289

12.4　非等溫時(shí)效態(tài)鋁合金的力學(xué)性能290

12.4.1　升溫時(shí)效7A85合金的力學(xué)性能290

12.4.2　降溫時(shí)效7A85合金的力學(xué)性能291

12.4.3　復(fù)合時(shí)效過(guò)程中合金的力學(xué)性能293

12.4.4　非等溫時(shí)效與其它工藝的對(duì)比294

12.5　組織與性能關(guān)系296

12.6　非等溫時(shí)效工藝存在的問(wèn)題及發(fā)展方向298

參考文獻(xiàn)299

第13章　應(yīng)力—磁場(chǎng)復(fù)合真空熱處理技術(shù)

13.1　概述301

13.2　復(fù)合場(chǎng)熱處理對(duì)馬氏體擇優(yōu)取向熱力學(xué)理論302

13.2.1　應(yīng)力真空熱處理對(duì)馬氏體擇優(yōu)取向熱力學(xué)理論302

13.2.2　磁場(chǎng)真空熱處理馬氏體擇優(yōu)取向熱力學(xué)理論304

13.2.3　應(yīng)力—磁場(chǎng)復(fù)合真空熱處理馬氏體擇優(yōu)取向熱力學(xué)理論307

13.3　應(yīng)力—磁場(chǎng)復(fù)合真空熱處理晶化行為與晶粒尺寸控制308

13.3.1　Ni－Mn－Ga系薄膜的晶化行為308

13.3.2　應(yīng)力—磁場(chǎng)復(fù)合真空熱處理晶粒尺寸控制311

13.4　應(yīng)力—磁場(chǎng)復(fù)合真空熱處理疇結(jié)構(gòu)取向規(guī)律及機(jī)制313

13.4.1　應(yīng)力—磁場(chǎng)復(fù)合真空熱處理工藝對(duì)薄膜微觀組織結(jié)構(gòu)的影響31

13.4.2　應(yīng)力—磁場(chǎng)復(fù)合作用下馬氏體孿晶疇擇優(yōu)取向物理模型320

13.5　應(yīng)力—磁場(chǎng)復(fù)合真空熱處理對(duì)磁感生應(yīng)變特性的影響323

參考文獻(xiàn)328

第14章　大面積強(qiáng)流脈沖電子束處理技術(shù)

14.1　概述330

14.2　大面積均勻強(qiáng)流脈沖電子束的產(chǎn)生330

14.3　強(qiáng)流脈沖電子束輻照溫度場(chǎng)模擬332

14.3.1　溫度場(chǎng)模擬物理模型332

14.3.2　差分法求解HCPEB加熱溫度場(chǎng)333

14.3.3　有限元HCPEB溫度場(chǎng)計(jì)算334

14.4　強(qiáng)流脈沖電子束（HCPEB）處理技術(shù)的應(yīng)用336

14.4.1　HCPEB表面拋光與凈化336

14.4.2　HCPEB表面強(qiáng)化處理340

14.4.3　HCPEB合金化與增材沉積340

14.5　HCPEB輻照層組織演化344

14.5.1　HCPEB合金化處理合金元素的分配344

14.5.2　HCPEB輻照處理后重熔層晶粒形態(tài)348

參考文獻(xiàn)349 [1]

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