目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 壓力在鋼鐵冶金中的作用 1
1.2 加壓鋼鐵冶金裝備的發(fā)展歷程和主要種類 5
1.2.1 發(fā)展歷程 5
1.2.2 主要種類 6
參考文獻 19
第2章 凝固熱力學與動力學參數(shù) 24
2.1 相圖 24
2.1.1 相圖的相關(guān)概念 24
2.1.2 相圖的類型 26
2.1.3 壓力的影響 28
2.2 凝固模式 35
2.2.1 凝固模式的類型 35
2.2.2 壓力的影響 37
2.3 活度系數(shù) 39
2.3.1 活度系數(shù)的相關(guān)概念 39
2.3.2 壓力的影響 39
2.4 界面自由能 40
2.4.1 界面自由能的相關(guān)概念 40
2.4.2 壓力的影響 40
2.5 溶解度 41
2.5.1 溶解度的相關(guān)概念 41
2.5.2 壓力的影響 42
2.6 形核參數(shù) 45
2.6.1 形核的相關(guān)概念 45
2.6.2 壓力對臨界形核半徑的影響 46
2.6.3 壓力對形核率的影響 47
2.7 分配系數(shù) 48
2.7.1 分配系數(shù)的相關(guān)概念 48
2.7.2 壓力的影響 48
2.8 擴散系數(shù) 52
2.8.1 擴散系數(shù)的相關(guān)概念 52
2.8.2 壓力的影響 53
2.9 物性參數(shù) 55
2.9.1 壓力對固/液相線溫度的影響 55
2.9.2 壓力對密度的影響 56
2.9.3 壓力對熱焓的影響 58
參考文獻 60
第3章 鑄錠與鑄型間界面換熱機制 66
3.1 鑄錠與鑄型間界面換熱方式的演變 66
3.1.1 典型換熱方式 66
3.1.2 鑄錠凝固過程換熱機制 69
3.2 界面換熱系數(shù)的變化規(guī)律 72
3.2.1 傳熱正問題和反問題 72
3.2.2 界面換熱系數(shù)反算模型 74
3.2.3 界面換熱系數(shù)結(jié)果 84
3.3 壓力強化界面換熱的機制 91
3.3.1 界面換熱機制的演變 91
3.3.2 界面當量換熱系數(shù)的組成 94
3.3.3 界面氣隙宏觀平均寬度 95
3.3.4 加壓影響宏觀氣隙尺寸 96
參考文獻 100
第4章 枝晶組織的演變規(guī)律 106
4.1 鑄錠晶區(qū)分布特征 106
4.1.1 胞晶組織 107
4.1.2 柱狀晶 109
4.1.3 等軸晶 110
4.1.4 柱狀晶向等軸晶轉(zhuǎn)變 110
4.2 壓力對枝晶特征的影響規(guī)律 113
4.2.1 枝晶間距 113
4.2.2 晶粒數(shù) 123
4.3 壓力對枝晶生長速率的影響規(guī)律 126
4.3.1 枝晶生長速率計算模型 126
4.3.2 枝晶生長過程 131
4.4 壓力抑制柱狀晶向等軸晶轉(zhuǎn)變 141
4.4.1 壓力的影響 141
4.4.2 加壓下澆注速率的影響 143
4.5 加壓下元素對枝晶組織的影響規(guī)律 145
4.5.1 枝晶間距 145
4.5.2 晶粒數(shù) 146
4.5.3 柱狀晶向等軸晶轉(zhuǎn)變 148
參考文獻 151
第5章 氣孔缺陷形成機制及控制 159
5.1 氣孔缺陷形成機制 159
5.1.1 鋼中常見氣孔缺陷來源 159
5.1.2 氮氣孔的形成過程 160
5.1.3 氣孔形成的壓力平衡關(guān)系 161
5.2 氮氣孔的形成對凝固組織的影響規(guī)律 167
5.2.1 氣孔周圍的相組成 167
5.2.2 枝晶組織 172
5.3 壓力抑制氣孔形成的機制 174
5.3.1 壓力對氮氣泡形核的影響 175
5.3.2 壓力對氮氣泡生長的影響 181
5.3.3 抑制氮氣泡形成臨界壓力判據(jù) 183
5.3.4 壓力對氮氣泡上浮的影響機制 185
5.3.5 加壓與合金元素協(xié)同抑制氮氣孔的機制 192
參考文獻 198
第6章 疏松縮孔形成機制及控制 203
6.1 疏松縮孔的形成過程 203
6.1.1 收縮的基本概念和檢測手段 203
6.1.2 疏松縮孔的種類和形成機制 205
6.2 疏松縮孔的預測方法 208
6.3 加壓抑制疏松縮孔形成的機制 211
6.3.1 加壓下疏松縮孔的判據(jù) 211
6.3.2 壓力對不同鋼種疏松的影響規(guī)律 212
6.3.3 澆注速率對疏松縮孔的影響 221
6.3.4 鑄型對疏松的影響 223
參考文獻 224
第7章 元素偏析行為及控制 228
7.1 偏析的主要類型及形成過程 228
7.1.1 微觀偏析 228
7.1.2 宏觀偏析 230
7.1.3 凝固偏析的檢測方法 231
7.2 偏析數(shù)值模型 233
7.2.1 微觀偏析 233
7.2.2 宏觀偏析 236
7.3 壓力對偏析形成的影響 244
7.3.1 壓力對微觀偏析的影響 244
7.3.2 壓力對宏觀偏析的影響 248
7.3.3 加壓下澆注速率對宏觀偏析的影響 260
參考文獻 266
第8章 夾雜物運動軌跡及宏觀分布狀態(tài) 272
8.1 夾雜物的形成及主要類型 272
8.1.1 夾雜物的分類 272
8.1.2 夾雜物的形成 280
8.2 夾雜物分布模型 287
8.2.1 基本數(shù)學模型 287
8.2.2 多模式數(shù)學模型 292
8.3 壓力對夾雜物宏觀分布狀態(tài)的影響 293
8.3.1 加壓凝固多相多物理場夾雜物運動模型 293
8.3.2 鋼液凝固過程中夾雜物運動 300
8.3.3 壓力對夾雜物分布的影響機制 303
參考文獻 308
第9章 析出相形態(tài)特征的演變規(guī)律 314
9.1 析出相的主要類型及特征 314
9.2 壓力對典型鋼種析出相的影響 323
9.2.1 高速鋼M42 323
9.2.2 高氮不銹軸承鋼30Cr15Mo1N 335
9.2.3 模具鋼H13 343
參考文獻 345