凝固

第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 凝固过程 4

1.3 小结 15

参考文献 15

第一部分 基本原理与宏观现象 19

第2章 热力学 19

2.1 概述 19

2.2 一元系统热力学 20

2.3 二元合金 25

2.4 偏离平衡 33

2.5 小结 43

练习 44

参考文献 45

第3章 相图 47

3.1 概述 47

3.2 二元体系 47

3.3 三元体系 62

3.4 小结 71

练习 71

参考文献 72

第4章 平衡方程 73

4.1 概述 73

4.2 质量平衡 80

4.3 动量平衡 83

4.4 能量平衡 93

4.5 多元系中的溶质平衡 96

4.6 无量纲化 100

4.7 小结 104

练习 105

参考文献 106

第5章 凝固中的解析解 107

5.1 概述 107

5.2 过热熔体中的凝固 107

5.3 过冷熔体中的凝固 123

5.4 曲率效应 131

5.5 小结 135

练习 135

参考文献 137

第6章 凝固研究的数值方法 138

6.1 概述 138

6.2 无相变热传导 138

6.3 相变中的热传导 151

6.4 流动 160

6.5 最优化和逆向方法 168

6.6 小结 173

练习 173

参考文献 175

第二部分 微观组织 179

第7章 形核 179

7.1 概述 179

7.2 均质形核 179

7.3 异质形核 185

7.4 晶粒的细化机制 197

7.5 小结 201

练习 202

参考文献 203

第8章 枝晶生长 204

8.1 概述 204

8.2 自由生长 204

8.3 约束生长 213

8.4 针状枝晶的生长 221

8.5 对流和枝晶生长 233

8.6 相场法 235

8.7 小结 239

练习 240

参考文献 242

第9章 共晶、包晶及微观组织选择 245

9.1 概述 245

9.2 共晶 245

9.3 包晶合金 266

9.4 相选择和共生区 272

9.5 小结 278

练习 278

参考文献 280

第10章 微观偏析和均匀化处理 283

10.1 概述 283

10.2 二元合金的一维微观偏析模型 283

10.3 均匀化和固溶处理 296

10.4 多元合金 300

10.5 小结 304

练习 304

参考文献 305

第11章 宏观与微观组织 307

11.1 概述 307

11.2 均匀温度场下的等轴晶生长 308

11.3 温度梯度存在时晶粒的形核与生长 316

11.4 柱状晶粒 319

11.5 柱状晶－等轴晶转变 323

11.6 微观与宏观模型 326

11.7 小结 335

练习 336

参考文献 337

第三部分 缺 陷 341

第12章 孔缺陷 341

12.1 概述 341

12.2 控制方程 344

12.3 枝晶间流动和压降 345

12.4 气体在溶液中的热力学 349

12.5 孔洞形核和生长模型 353

12.6 边界条件 360

12.7 概念的应用 363

12.8 小结 366

练习 367

参考文献 368

第13章 凝固中的变形与热裂 370

13.1 概述 370

13.2 铸造热力学 371

13.3 糊状区的变形 376

13.4 热裂 389

13.5 热裂的判定准则和模型 395

13.6 小结 401

练习 401

参考文献 402

第14章 宏观偏析 405

14.1 概述 405

14.2 凝固过程中平界面前沿的宏观偏析 406

14.3 溶质场和控制方程 410

14.4 凝固收缩导致的宏观偏析 412

14.5 液流导致的宏观偏析 416

14.6 固相运动导致的宏观偏析 423

14.7 小结 429

练习 430

参考文献 431