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第1章 绪 论1

1.1 精密热加工技术种类与重要性1

1.2 航空航天领域热加工技术发展趋势3

1.2.1 轻量化结构精密热加工技术3

1.2.2 整体化结构精密热加工技术4

1.2.3 结构功能一体化精密热加工技术5

1.2.4 超高温材料构件精密热加工技术6

参考文献7

第2章 轻合金管材热态内压成形技术8

2.1 概述8

2.2 铝合金管材热油介质成形技术9

2.2.1 热油介质成形设备9

2.2.2 热油介质等温成形11

2.2.3 热油介质差温成形15

2.3 铝合金管材热态气压成形技术18

2.3.1 热态气压成形设备18

2.3.2 铝合金管热态胀形成形性能20

2.3.3 铝合金空心变截面构件热态气压成形22

2.4 镁合金管材热态内压成形技术25

2.4.1 镁合金管环向及自由胀形性能25

2.4.2 镁合金空心变截面构件热态内压成形28

2.5 钛合金管材高压气胀成形技术31

2.5.1 TA18钛合金管材高温力学性能31

2.5.2 钛合金变径管高压气胀成形33

2.5.3 补料量对变径管壁厚分布的影响35

2.5.4 高压气胀成形变径管微观组织36

参考文献38

第3章 铝合金板材冷热复合模成形技术40

3.1 概述40

3.2 冷热复合模成形技术原理与特点41

3.2.1 冷热复合模成形技术原理41

3.2.2 冷热复合模成形技术特点43

3.3 固溶态铝合金板材变形行为43

3.3.1 高温变形机制43

3.3.2 高温力学性能44

3.3.3 高温胀形性能45

3.3.4 高温断裂行为46

3.4 冷热复合模成形过程强化规律47

3.4.1 可热处理强化铝合金47

3.4.2 强度变化规律48

3.4.3 析出相演变规律50

3.5 冷热复合模成形装置关键技术52

3.6 冷热复合模成形技术应用53

参考文献54

第4章 轻合金板材背压温热拉深成形技术56

4.1 概述56

4.1.1 板材背压温热拉深成形原理56

4.1.2 板材背压温热拉深成形的特点57

4.1.3 板材背压温热拉深的适用范围57

4.1.4 板材背压温热拉深的国内外研究现状57

4.2 板材温热背压拉深成形装置58

4.2.1 板材温热背压拉深模具58

4.2.2 板材温热背压拉深压力控制系统60

4.2.3 板材温热背压拉深加热系统61

4.3 温热背压拉深缺陷形式与形成机制62

4.3.1 破裂缺陷62

4.3.2 起皱缺陷64

4.3.3 表面缺陷65

4.4 5A06铝合金筒形件背压温热拉深成形65

4.4.1 试件材料及尺寸65

4.4.2 温度对壁厚及缺陷的影响66

4.4.3 颗粒大小及颗粒介质背压对表面质量的影响68

4.4.4 温热背压拉深成形温度与背压的匹配70

参考文献71

第5章 NiAl合金电脉冲辅助热塑性成形技术73

5.1 概述73

5.2 NiAl合金材料电脉冲辅助快速制备技术75

5.2.1 NiAl粉体的机械合金化75

5.2.2 NiAl合金材料电脉冲辅助快速制备工艺78

5.3 NiAl合金电脉冲辅助高温变形规律及微观组织演变83

5.3.1 电流作用下NiAl合金高温变形行为83

5.3.2 电流辅助NiAl合金高温变形过程微观组织演变87

5.4 NiAl合金构件电脉冲辅助塑性成形工艺与性能89

5.4.1 NiAl合金前缘电脉冲辅助塑性成形工艺89

5.4.2 电脉冲辅助塑性成形前缘力学性能及其强化机制90

5.4.3 电脉冲辅助塑性成形NiAl合金高温抗氧化性能表征及控制94

参考文献98

第6章 铝合金行波磁场铸造技术100

6.1 概述100

6.2 行波磁场对合金熔体产生的电磁力102

6.2.1 行波磁场位置对电磁力的影响102

6.2.2 电流安匝数对电磁力的影响106

6.2.3 电流频率对电磁力的影响108

6.2.4 实验验证111

6.3 行波磁场作用下铝合金凝固组织细化112

6.4 行波磁场作用下铝合金致密化凝固116

6.4.1 行波磁场对铝合金凝固组织中气孔的影响117

6.4.2 行波磁场对铝合金凝固组织微观孔洞的影响119

6.5 行波磁场铸造成形的实验研究125

参考文献127

第7章 高温钛合金熔模精密铸造技术128

7.1 概述128

7.2 高温钛合金熔体与氧化物陶瓷型壳界面相互作用机理129

7.2.1 熔体与型壳面层间的相互作用规律129

7.2.2 熔体与型壳面层间的相互作用机制132

7.3 高温钛合金熔体在离心力场条件下的充型与凝固规律135

7.3.1 高温钛合金的铸造充型能力138

7.3.2 型壳面层材料对合金充型能力的影响139

7.3.3 型壳预热温度对合金充型能力的影响142

7.3.4 界面反应对钛合金充型能力影响机制144

7.3.5 离心转速对合金充型能力的影响147

7.4 铸造高温钛合金成分控制与组织性能148

7.4.1 铸造高温钛合金的成分控制148

7.4.2 铸造高温钛合金的凝固组织及力学性能150

7.5 典型高温钛合金铸件的研制152

参考文献156

第8章 高温合金点阵夹芯板熔模精密铸造技术157

8.1 概述157

8.2 3D-Kagome点阵夹芯板熔模精密铸造充型与凝固特点158

8.2.1 点阵夹芯板熔模精密铸造浇注系统设计158

8.2.2 熔模精密铸造点阵夹芯板充型规律159

8.2.3 熔模精密铸造点阵夹芯板凝固特点161

8.2.4 熔模精密铸造点阵夹芯板缩松缺陷分析164

8.3 浇注温度与型壳预热温度对点阵夹芯板铸造缺陷的影响166

8.3.1 浇注温度对缩松缺陷位置的影响166

8.3.2 型壳预热温度对缩松缺陷位置的影响170

8.3.3 缩松缺陷体积分数分析173

8.4 高温合金3D-Kagome点阵结构夹芯板熔模精密铸造成形实验175

8.4.1 3D-Kagome点阵夹芯板模样的制备175

8.4.2 3D-Kagome点阵夹芯板陶瓷型壳制备175

8.4.3 高温合金3D-Kagome点阵夹芯板浇注工艺177

8.4.4 熔模精密铸造3D-Kagome点阵夹芯板组织178

8.5 高温合金3D-Kagome点阵夹芯板平压性能180

8.5.1 高温合金3D-Kagome点阵夹芯板平压性能理论分析180

8.5.2 刚性面板时3D-Kagome点阵夹芯板的平压性能183

8.5.3 弹性面板时3D-Kagome点阵夹芯板的平压性能185

8.5.4 3D-Kagome点阵夹芯板平压性能实验188

参考文献189

第9章 TiAl基合金电磁冷坩埚定向凝固技术190

9.1 概述190

9.2 电磁冷坩埚定向凝固TiAl基合金铸锭制备191

9.2.1 电磁冷坩埚定向凝固铸锭制备方法191

9.2.2 熔体内电磁场分析192

9.2.3 熔体洛伦兹力与电磁搅拌194

9.2.4 熔体内流场分析195

9.2.5 定向凝固铸锭表面质量196

9.3 电磁冷坩埚定向凝固TiAl基合金组织198

9.3.1 定向凝固TiAl基合金的凝固组织198

9.3.2 定向凝固柱状晶组织201

9.4 电磁冷坩埚定向凝固TiAl基合金片层203

9.4.1 电磁冷坩埚定向凝固TiAl基合金片层取向控制203

9.4.2 电磁冷坩埚定向凝固TiAl基合金片层间距205

9.5 电磁冷坩埚定向凝固TiAl基合金性能及典型件研制208

9.5.1 定向凝固TiAl基合金的力学性能208

9.5.2 定向凝固TiAl基合金热处理技术212

9.5.3 定向凝固TiAl基合金叶片精确加工成形技术214

参考文献215

第10章 Nb-Si基超高温合金等离子弧—感应悬浮复合熔炼技术217

10.1 概述217

10.2 等离子弧—感应悬浮复合熔炼系统设计219

10.2.1 等离子枪整体结构设计220

10.2.2 水冷铜坩埚结构设计223

10.3 等离子弧—感应悬浮复合熔炼数值模拟226

10.3.1 复合熔炼数值模拟226

10.3.2 电流载荷下坩埚内的电磁场计算229

10.3.3 频率对坩埚内不同位置电磁场影响230

10.3.4 感应器相对坩埚底部距离对其内部磁感应强度影响231

10.3.5 感应加热稳态熔体内电磁场分布231

10.3.6 水冷铜坩埚感应悬浮熔炼温度场分布及特性分析234

10.4 Nb-Si合金等离子弧—感应悬浮复合熔炼实验239

10.4.1 等离子枪单独加热熔炼Nb-Si合金239

10.4.2 等离子弧—感应悬浮复合熔炼电磁场对等离子弧的影响240

10.4.3 气体流量对等离子弧稳定性的影响241

10.4.4 等离子弧—感应悬浮复合熔炼过程驼峰的变化241

10.4.5 等离子弧—感应悬浮复合熔炼组织成分研究242

10.5 典型件应用245

参考文献247

第11章 硼化钛晶须增强钛基复合材料成形与热处理技术249

11.1 概述249

11.2 网状结构TiBw/Ti复合材料制备与表征249

11.2.1 网状结构TiBw/Ti复合材料设计与制备249

11.2.2 网状结构TiBw/TC4复合材料组织与拉伸性能251

11.3 塑性变形对TiBw/Ti复合材料组织与性能的影响254

11.3.1 烧结态TiBw/TC4复合材料高温压缩变形254

11.3.2 网状结构TiBw/TC4复合材料热挤压变形258

11.3.3 网状结构TiBw/TC4复合材料热轧制变形264

11.4 热处理对TiBw/Ti复合材料组织与性能的影响267

11.4.1 淬火时效对TiBw/TC4复合材料组织与性能的影响267

11.4.2 退火对挤压态TiBw/TC4复合材料组织与性能的影响269

11.4.3 淬火时效对挤压态TiBw/TC4复合材料组织与性能的影响272

11.5 钛基复合材料典型件制备274

参考文献275

第12章 Al-Zn-Mg-Cu合金非等温时效处理技术277

12.1 概述277

12.1.1 非等温时效的定义277

12.1.2 非等温时效技术应用需求及背景278

12.1.3 非等温时效工艺的特点279

12.2 非等温时效工艺简介279

12.2.1 非等温时效工艺对铝合金材料的要求279

12.2.2 非等温时效工艺分类280

12.3 7×××铝合金非等温时效过程中铝合金的析出行为281

12.3.1 升温时效过程中的沉淀析出行为281

12.3.2 降温时效过程中7×××合金的沉淀析出行为283

12.3.3 复合时效过程中的7×××铝合金组织变化286

12.3.4 时效过程中析出行为小结288

12.3.5 非等温时效过程中的组织演化机理289

12.4 非等温时效态铝合金的力学性能290

12.4.1 升温时效7A85合金的力学性能290

12.4.2 降温时效7A85合金的力学性能291

12.4.3 复合时效过程中合金的力学性能293

12.4.4 非等温时效与其它工艺的对比294

12.5 组织与性能关系296

12.6 非等温时效工艺存在的问题及发展方向298

参考文献299

第13章 应力—磁场复合真空热处理技术301

13.1 概述301

13.2 复合场热处理对马氏体择优取向热力学理论302

13.2.1 应力真空热处理对马氏体择优取向热力学理论302

13.2.2 磁场真空热处理马氏体择优取向热力学理论304

13.2.3 应力—磁场复合真空热处理马氏体择优取向热力学理论307

13.3 应力—磁场复合真空热处理晶化行为与晶粒尺寸控制308

13.3.1 Ni-Mn-Ga系薄膜的晶化行为308

13.3.2 应力—磁场复合真空热处理晶粒尺寸控制311

13.4 应力—磁场复合真空热处理畴结构取向规律及机制313

13.4.1 应力—磁场复合真空热处理工艺对薄膜微观组织结构的影响313

13.4.2 应力—磁场复合作用下马氏体孪晶畴择优取向物理模型320

13.5 应力—磁场复合真空热处理对磁感生应变特性的影响323

参考文献328

第14章 大面积强流脉冲电子束处理技术330

14.1 概述330

14.2 大面积均匀强流脉冲电子束的产生330

14.3 强流脉冲电子束辐照温度场模拟332

14.3.1 温度场模拟物理模型332

14.3.2 差分法求解HCPEB加热温度场333

14.3.3 有限元HCPEB温度场计算334

14.4 强流脉冲电子束（HCPEB）处理技术的应用336

14.4.1 HCPEB表面抛光与净化336

14.4.2 HCPEB表面强化处理340

14.4.3 HCPEB合金化与增材沉积340

14.5 HCPEB辐照层组织演化344

14.5.1 HCPEB合金化处理合金元素的分配344

14.5.2 HCPEB辐照处理后重熔层晶粒形态348

参考文献349