正版新书]金属包覆材料固-液铸轧复合理论与实践黄华贵,季策,孙

第1章金属包覆材料工程应用与制备技术研究现状111应用需求概述1111金属基复合材料及其分类1112典型金属包覆材料及其工程应用212双金属复合管材制备技术3121固固相复合技术4122固液相复合技术8123液液相复合技术9124其他复合技术1113双金属复合线棒材制备技术12131固固相复合技术12132固液相复合技术14133液液相复合技术16134制备技术对比分析1714复杂截面材料铸轧技术17141双辊铸轧技术发展概况17142横向变截面板带铸轧技术18143纵向变截面板带铸轧技术21144圆形截面材料铸轧技术26145复杂截面材料铸轧技术发展趋势2715金属包覆材料固液铸轧复合技术29151技术原理与核心优势29152各章节主要内容30第2章双金属复合管双辊固液铸轧复合原理样机设计3221固液铸轧复合原理样机设计32211孔型铸轧辊系设计32212环形布流器设计32213堵流开浇工艺及装置设计33214固液铸轧复合原理样机总装配3522环形布流器稳态流场模拟优化35221模型网格划分及前处理35222模拟结果分析36223水模实验验证3723开浇阶段瞬态充型模拟优化39231模型简化及假设39232开浇阶段流动及充型特性数值模拟40233开浇阶段铸轧区液位波动分析4124双辊固液铸轧复合可行性验证43241环形布流器布流效果验证43242铝/铅固液铸轧复合实验44243存在的问题及改进方案44第3章双金属复合管双辊固液铸轧复合实验研究4631实验设备及方法46311实验材料46312熔炼设备47313界面分析设备及方法47314压扁实验设备47315复合管取样分析位置4832钢/铝固液铸轧复合49321钢/铝复合材料应用背景49322钢/铝复合管铸轧复合及界面形貌49323钢/铝复合管结合性能测试5133铜/铝固液铸轧复合52331铜/铝复合材料应用背景52332铜/铝复合管铸轧复合及界面形貌52333铜/铝复合管结合性能测试54334铜/铝复合棒铸轧复合及界面形貌5434钛/铝固液铸轧复合56341钛/铝复合材料应用背景56342钛/铝复合管铸轧复合56第4章双金属复合管双辊固液铸轧复合过程模拟5841铸轧区稳态热流耦合数值模拟58411固液铸轧区几何模型58412模型简化及边界条件59413凝固点周向分布及分区60414熔池高度对凝固点周向分布和流场影响61415名义铸轧速度对凝固点周向分布和流场影响63416覆层金属浇注温度对凝固点周向分布和流场影响64417凝固点高度及铸轧区出口平均温度预测模型6442固液铸轧复合过程热力耦合模拟67421模型及边界条件67422轧制力变化曲线68423复合界面温度和应力分布68424芯管周向接触应力分布69第5章金属包覆材料多辊固液铸轧传热行为分析7151材料性能参数71511工业纯铜T271512低合金高强度结构钢Q355B72513辊套用低合金结构钢42CrMo7352传热过程分析75521热量传递基本方式75522接触界面演变及传热机理79523钢铜固液界面传热系数反求推测82524多辊固液铸轧复合技术热阻网络8953铸轧区几何均匀性分析92531铸轧区几何特征92532铸轧辊名义半径影响94533铸轧辊孔型半径影响97534铸轧区熔池高度影响9954传热均匀性对比分析101541热流耦合仿真模型101542布置模式对比103543工艺布局优化106第6章金属包覆材料三辊固液铸轧复合原理样机设计10861三辊固液铸轧复合原理样机设计108611铸轧机主机座108612熔炼浇注系统111613主传动系统111614原理样机虚拟装配11162三辊固液铸轧复合原理样机结构优化112621基体金属预热温度控制方法112622铸轧辊冷却能力影响因素分析118623开浇工艺方案优化12363工艺参数影响规律分析124631模型简化及边界条件124632熔池高度影响125633名义铸轧速度影响125634覆层金属浇注温度影响126635基体金属预热温度影响127636基体金属半径影响12764工艺窗口预测及平台搭建128641工程计算模型构建128642合理工艺窗口预测129643实验平台安装调试130第7章金属包覆材料三辊固液铸轧复合实验研究13271铸轧复合实验方案132711实验操作流程132712检测控制系统133713关键测试方案133714典型样品缺陷及原因13472侧耳产生机理分析135721仿真模型135722配合间隙对侧耳影响136723凝固点高度对侧耳影响138724实验验证及解决方案13973工艺参数测试及热处理工艺制定策略140731铸轧区温度压力测试140732热处理工艺制定策略14174热流组织多场耦合分析142741控制方程142742边界条件143743布置模式对凝固组织影响144744形核参数对凝固组织影响14575样品周向性能均匀性分析145751铜铁界面反应机制145752复合界面宏微观形貌149753样品性能周向均匀性150第8章金属包覆材料固液铸轧复合轧制力计算模型15481固液铸轧区特性分析154811出口截面几何参数154812熔池高度及变形区高度155813入口截面几何参数155814力学图示及金属流动15782轧制力工程计算模型159821基本假设159822微分单元划分160823单位压力公式161824平均单位压力公式16383模型验证及工艺因素影响分析164831仿真模型及边界条件164832布置模式影响分析165833工程计算模型验证167834工艺参数影响分析168第9章金属包覆材料固液铸轧复合机理及技术展望17091连续成形原理分析170911双辊布置模式时固液铸轧区演变170912三辊布置模式时固液铸轧区演变172913固液铸轧连续成形原理17392界面复合机理分析174921复合界面微观形貌演变174922基体金属表面微观形貌影响176923金属包覆材料固液铸轧复合机理17993典型金属包覆材料试制研究182931单质金属线棒材182932金属包覆线棒材182933双金属复合管材183934金属包覆芯绞线184935异形截面复合材料185936翅片强化复合材料18594铸轧复合技术面临的挑战与展望187941铸轧复合技术面临的挑战187942铸轧复合技术未来发展展望189参考文献192

本书由燕山大学黄华贵教授等编撰。总结了其近年来的近期新科研成果，也成为节约贵金属、实现结构轻量化的有效途径。典型产品包括铜/铝复合线、铜/钢复合棒、铜/钛复合管、铝/钛复合管、黄铜/纯铜复合绞线等，被广泛用于航空航天、轨道交通、石油化工、电力电子等领域。金属包覆材料通常具有环形包覆几何特征，强电流、高频、冲击、疲劳、高温、腐蚀等特别服役环境对界面结合强度、组元基体性能及其周向均匀性提出了极为苛刻的要求。胀形、拉拔、轧制、旋压等传统固相复合成形工艺在石油复合管、复合信号缆、铜/铝复合电工排等金属包覆产品的工业生产方面发挥了重要作用