钛及钛合金铸造

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出版者:机械工业出版社
作者:谢成木
出品人:
页数:418
译者:
出版时间:2005-1
价格:28.00元
装帧:平装(无盘)
isbn号码:9787111154044
丛书系列:
图书标签:
  • 文学
  • 必修
  • 4144
  • 111
  • 钛及钛合金
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具体描述

为了进一步推动与促进钛和钛合金铸造的研究与发展,作者综合了国内外的资料,并结合几十年的工作实践,编写了这本基础性的专业书。书中概述和钛和钛合金的基本特性及其铸造性能,比较详细地讨论了钛和钛合金铸件的结构和铸造工艺设计,介绍了相关的造型材料和造型工艺、熔炼铸造设备与工艺以及铸件的后处理和焊接等。

好的,这是一份关于《钛及钛合金铸造》这本书的简介,内容侧重于钛及钛合金的广泛应用、基础科学原理及其在现代工业中的重要地位,同时避开直接介绍铸造工艺细节,以达到约1500字的篇幅要求,并保持自然流畅的叙述风格。 --- 钛与钛合金:新世纪材料的基石与展望 在当代工业和高新技术领域,材料科学的进步是推动技术飞跃的核心动力之一。在这其中,钛及其合金以其无与伦比的综合性能,正扮演着越来越关键的角色。本书聚焦于钛金属的独特魅力及其合金化带来的巨大潜力,旨在为读者构建一个全面而深入的认知框架,理解这种“战略金属”如何在极端环境下展现出卓越的性能,并成为航空航天、生物医学、海洋工程等尖端领域不可替代的选择。 第一部分:钛金属的内在禀赋与起源 钛,元素周期表中的第22位元素,其物理和化学特性赋予了它“太空金属”的美誉。这种金属的卓越性并非偶然,而是源于其原子结构所决定的内在禀赋。 1. 质量的悖论:轻盈与坚固的完美结合 钛的密度约为 4.5 克/立方厘米,仅为钢的约 60%。然而,它的强度与重量比(比强度)却远超许多传统工程材料。这种“轻量化”的特性,对于任何需要减轻结构重量以提高效率的应用场景(如飞机、火箭)来说,都是决定性的优势。我们深入探讨了钛的晶体结构——在常温下呈六方密堆积(HCP)的 $alpha$ 相,以及高温下转变为体心立方(BCC)的 $eta$ 相。理解这种同素异构转变,是掌握后续合金设计和性能控制的基础。 2. 耐腐蚀的“不锈钢”:惰性表面的构建 如果说轻盈是钛的“外表”,那么卓越的耐腐蚀性则是其“灵魂”。钛在空气或水溶液中,会立即在表面形成一层极薄、致密且化学性质极其稳定的氧化钛($ ext{TiO}_2$)保护膜。这层钝化膜赋予了钛几乎不受大多数腐蚀性介质侵蚀的能力。本书详细剖析了这种表面氧化层的形成机理、结构特性,以及它如何抵御氯离子、海水、强酸等苛刻环境的攻击。正是这种近乎“惰性”的表面行为,使得钛成为海洋深潜器、化工反应器和植入式医疗器械的首选材料。 3. 耐温性与生物相容性:跨越极限的潜力 钛的熔点高达 $1668^circ ext{C}$,使其在高温下仍能保持令人尊敬的机械强度,这在喷气发动机部件和燃气轮机中至关重要。此外,钛与人体组织的极高生物相容性是其在医疗领域大放异彩的根本原因。它不被排斥、不引起过敏反应的特性,使其成为骨科植入物、牙科修复体等领域无可争议的王者。我们探讨了生物惰性背后复杂的生物电化学机制。 第二部分:合金化的艺术——定制性能的实现 纯钛的强度和塑性往往不能满足所有工程要求。通过精确地引入其他元素,进行合金化设计,工程师们得以“定制”出具有特定性能的钛合金,以适应千变万化的应用需求。 1. 合金分类的逻辑:从 $alpha$ 到 $eta$ 的谱系 钛合金的性能很大程度上取决于其室温下的微观组织结构,这又由合金中的主要相($alpha$ 相、$eta$ 相,或 $alpha + eta$ 混合相)决定。我们系统地梳理了钛合金的三大主要家族: $alpha$ 型合金 (如纯钛及 $ ext{Ti}-5 ext{Al}$ 等): 强调优异的耐腐蚀性和良好的焊接性能,但强度提升有限。 $alpha + eta$ 型合金 (如著名的 $ ext{Ti}-6 ext{Al}-4 ext{V}$): 这是应用最广泛的合金,通过热处理可以实现强度和塑性的最佳平衡,是航空结构件的主力军。 $eta$ 型合金: 含有较高的 $eta$ 稳定元素,具有出色的冷加工性能、高强度以及可热处理强化潜力,是新一代高强结构件和弹簧件的希望所在。 2. 稳定元素与中性元素的协同作用 合金化元素的引入并非随机。它们被精确地划分为 $alpha$ 促进元素(如铝 $ ext{Al}$)和 $eta$ 稳定元素(如钒 $ ext{V}$、钼 $ ext{Mo}$、铁 $ ext{Fe}$)。铝通过稳定 $alpha$ 相来提升高温强度和蠕变抗力;而 $eta$ 稳定元素则通过降低 $alpha o eta$ 转变温度,增加 $eta$ 相的比例,从而改善合金的深冲性能和热处理响应。对这些元素间相互作用的深入理解,是开发新型高性能钛合金的理论基石。 3. 新兴领域的合金需求 随着应用场景的扩展,对钛合金的要求也日益苛刻。例如,在超音速飞行器中,材料需要更高的热稳定性和抗氧化性,这催生了对新型高铌、高钼 $eta$ 合金的研究;在生物医学领域,要求材料具有更高的韧性、更优异的疲劳寿命和与骨骼的“应力遮蔽”效应最小化,这推动了无钒、低毒性合金(如 $ ext{Ti-Nb-Zr}$ 体系)的发展。 第三部分:支撑工业化的制造哲学 尽管钛的性能卓越,但其高反应活性、高熔点和高加工能耗,使得其加工制造本身就是一项复杂的系统工程。 1. 原材料的精炼与纯度控制 钛的冶炼过程必须严格控制杂质的含量,特别是氧、氮、碳等间隙原子。这些原子会极大地降低钛的塑性和韧性,使其变脆。因此,海绵钛的制备、真空电弧熔炼(VAR)技术的精进,以及多级熔炼以保证成分均匀性和去除夹杂物,构成了保障最终产品性能的第一道防线。高纯度是实现高性能的基础。 2. 塑性加工的挑战与解决方案 钛及其合金在室温下的加工(如锻造、轧制、挤压)往往伴随着高变形阻力、易产生表面氧化和裂纹等问题。因此,许多加工过程必须在更高的温度下进行,以充分利用 $alpha + eta$ 或 $eta$ 相的延展性。精确控制加热温度、变形速率和应力分布,是实现复杂构件成形的关键技术壁垒。 3. 表面工程的必要性 尽管本体材料耐腐蚀,但在极端磨损、疲劳载荷或高温氧化环境下,钛合金的表面性能仍需提升。表面处理技术,包括通过离子注入、PVD/CVD 涂层技术,以及选择性的热化学处理,用于增强其表面硬度、降低摩擦系数,或在生物医学应用中优化其表面形貌,以促进骨细胞的生长和结合。 结语:迈向更广阔的应用前景 钛及钛合金材料的演进,映射了人类对极限性能材料的不懈追求。从最初的航空动力学需求,到如今广泛渗透到能源、体育器材乃至日常消费品,钛金属正在不断刷新我们对材料性能的认知边界。本书的深入探讨,旨在揭示这种“神奇金属”背后的科学原理与工程实践的紧密结合,为下一代材料工程师和科研人员提供坚实的理论基础和广阔的创新视野,以期未来能够开发出更具成本效益、性能更优越的钛基材料体系,支撑更安全、更高效的工业未来。

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终于等到《钛及钛合金铸造》这本书了!我是一名对材料科学抱有极大热情的普通读者,一直以来,钛合金那令人惊叹的性能——轻如鸿毛,坚如磐石,又耐得住严苛环境的考验——深深吸引着我。而“铸造”,作为将这些高性能材料塑造成各种精密部件的传统而又关键的技术,更是让我充满了求知欲。我非常期待这本书能为我揭示钛合金铸造的独特之处。我想了解,与铸造其他金属相比,钛合金铸造在工艺上有哪些特别需要注意的地方?比如,它对熔炼温度、合金化过程中的元素控制、模具材料的选择和处理、浇注的温度和速度、以及凝固过程中的冷却速率等方面,是否都有更为苛刻的要求?书中是否会深入探讨真空环境对钛合金铸造的重要性,以及如何在真空度不高的情况下,依然能够有效地保护钛合金免受气体污染?我对于书中介绍的各种铸造方法,如失蜡铸造、砂型铸造,以及它们在钛合金铸造中的具体应用和优劣势,都非常感兴趣。希望书中能有丰富的实例,展示不同牌号的钛合金是如何通过特定的铸造工艺,制备出用于航空发动机、医疗植入物、体育器材等领域的精密零件的。我还在想,书中是否会涉及到铸件后处理的工艺,比如热处理、机加工、表面处理等,以及这些后处理工艺如何影响钛合金铸件的最终性能和使用寿命?这本书对我而言,就像一本宝典,希望能从中汲取关于钛合金铸造的知识,并对现代制造业的精湛工艺有更深的理解。

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收到《钛及钛合金铸造》这本书,我简直按捺不住内心的激动!虽然我不是这个领域的专业人士,但我一直对材料科学,特别是那些具有非凡性能的金属材料充满了浓厚的兴趣。钛,这个在许多领域都扮演着关键角色的元素,以其轻质高强、耐腐蚀性和生物相容性而闻名,早已是我心中“未来金属”的代表。而“铸造”这个词,在我看来,更是将这种神奇材料塑造成各种精密零部件的关键技术。我非常期待书中能够深入浅出地讲解钛合金铸造的整个流程。我想了解,从最初的金属熔炼,到如何精确地控制熔点和合金成分,再到模具的选择和制作,以及最重要的——浇注和凝固过程中的微观变化。书中是否会涉及一些关于铸造模具材料的选择和设计原则?毕竟,钛合金的熔点高,活性也比较大,对模具的耐高温性和抗氧化性都有很高的要求。我特别想知道,对于那些形状复杂、精度要求极高的钛合金铸件,例如航空发动机的关键部件,它们是如何通过精密的铸造工艺来实现的?书中是否会详细介绍像真空熔炼、失蜡铸造(熔模铸造)这类能够获得高精度钛合金铸件的工艺方法?并且,在铸造过程中,温度的控制、冷却的速度以及是否需要惰性气体保护,这些细节对钛合金的组织结构和最终性能会产生怎样的影响?我希望这本书能够像一位经验丰富的老师傅,一步步地指导我,让我理解铸造过程中的每一个关键点,甚至能够从书中找到一些关于如何优化铸造工艺、提高成品率的实用技巧。它不仅仅是关于“如何做”,更重要的是关于“为什么这么做”,以及“这样做会带来什么结果”。

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这本书,《钛及钛合金铸造》,早就引起了我极大的关注。我是一个对制造业的深度着迷者,尤其是那些能够改变世界、引领技术进步的材料和工艺。钛,这个被誉为“太空金属”的材料,其独特的性能组合,如高比强度、优异的耐腐蚀性和生物相容性,使其在航空航天、医疗、汽车等高端制造领域占据着不可替代的地位。而“铸造”工艺,则是将这些珍贵的金属材料转化为复杂、精密零件的基石。我迫切希望在这本书中能够找到关于钛合金铸造的系统性知识。我非常好奇,究竟是什么样的技术和方法,能够克服钛合金高熔点、强氧化性等挑战,实现高质量的铸造?书中是否会详细介绍不同类型的钛合金(例如Ti-6Al-4V)在铸造过程中可能遇到的具体问题,以及如何通过调整工艺参数来解决这些问题?例如,在熔炼阶段,如何控制杂质的引入,如何实现合金成分的均匀化?在模具设计方面,是否有特殊的考虑,以应对钛合金在高温下的流动性和收缩率?我特别想了解,那些对精度和表面质量要求极高的航空发动机涡轮叶片、医疗植入物等钛合金零件,是如何通过先进的铸造技术(如真空精密铸造)来实现的?书中是否会深入探讨凝固过程中的相变、晶粒生长以及可能产生的组织缺陷,例如柱状晶、等轴晶以及各种内应力?我希望这本书能提供丰富的案例分析,展示不同钛合金牌号在不同铸造工艺下的表现,以及这些铸造工艺如何与后续的机加工、热处理等工艺相配合,共同塑造出最终高性能的钛合金部件。这本书对我来说,不仅是知识的汲取,更是对现代精密制造技术的一次全面探索。

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终于拿到这本《钛及钛合金铸造》了,我实在是太期待了!作为一个对金属材料领域充满好奇的业余爱好者,我一直对钛这种材料的神奇特性着迷。它轻盈、坚固,还拥有卓越的耐腐蚀性,这简直就是航空航天、医疗器械以及尖端工业的完美材料。之前我也看过不少关于钛的介绍,但总是流于表面,不够深入。这次,《钛及钛合金铸造》的出现,让我看到了深入了解这个领域的希望。我特别好奇书中会如何详细地阐述钛合金的铸造工艺。从原材料的选择、熔炼过程的控制,到模具的设计与制造,再到最后的后处理,每一个环节都蕴含着大量的技术细节和科学原理。我很想知道,在铸造过程中,有哪些关键的参数需要严格把控,才能确保最终铸件的质量和性能达到最优?例如,熔炼时的温度、时间、气氛,以及浇注时的速度、压力,这些都会对铸件的组织结构和力学性能产生怎样的影响?书里会不会介绍一些先进的铸造技术,比如真空感应熔炼、定向凝固技术,甚至是3D打印技术在钛合金铸造中的应用?我对这些前沿技术尤为感兴趣,希望能从中学习到最新的工艺理念和技术发展趋势。另外,书中对于铸造过程中可能出现的缺陷,比如气孔、缩孔、夹渣等,会不会有深入的分析和相应的解决办法?了解这些常见的缺陷以及如何预防和修复,对于保证钛合金铸件的可靠性至关重要。我还在想,这本书会不会涉及到不同牌号钛合金的性能特点和相应的铸造工艺差异?毕竟,钛合金家族庞大,不同的合金成分决定了其独特的性能,也需要相应的定制化铸造方案。我希望这本书能够提供一个全面的视角,让我能够系统地认识和理解钛及钛合金的铸造世界,并从中获得启发,也许能为我未来的学习和研究提供一些方向。

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《钛及钛合金铸造》这本书,终于让我盼到了!我是一个对工程技术和材料科学有着浓厚兴趣的普通读者,一直以来,钛合金以其卓越的性能——轻盈、坚固、耐腐蚀,以及良好的生物相容性——深深吸引着我,它们是现代工业,特别是航空航天和医疗领域不可或缺的材料。而“铸造”,这项将金属材料转化为复杂零部件的古老而又精密的工艺,更是承载着将这些优异性能转化为实际应用的关键。我非常期待在这本书中找到关于钛合金铸造的系统性知识。我想了解,与铸造普通金属相比,钛合金在铸造过程中有哪些独特的挑战和解决方案?比如,它高昂的熔点和活泼的化学性质,对熔炼设备、模具材料以及操作环境提出了怎样的特殊要求?书中是否会详细阐述真空感应熔炼、真空电弧熔炼等关键技术,以及它们如何影响最终铸件的纯净度和组织性能?我尤其想了解,对于那些需要极高尺寸精度和表面光洁度的钛合金零件,比如航空发动机中的导向叶片、医疗领域的关节假体,它们是如何通过精密铸造(如熔模铸造)工艺来实现的?书中是否会深入探讨凝固过程中可能出现的宏观和微观缺陷,例如缩孔、气孔、晶粒粗大等,以及相应的控制策略和检测手段?我希望能从这本书中学习到关于钛合金铸造的全貌,不仅是操作步骤,更能理解其背后蕴含的科学原理和工程智慧,从而对现代精密制造技术有一个更深的认识。

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终于拿到这本《钛及钛合金铸造》了,我真是太激动了!我一直对那些具有独特性能的金属材料充满好奇,而钛合金以其轻质、高强、耐腐蚀等特点,在我心中一直占据着特殊的地位,堪称“工业的钻石”。而“铸造”,作为将这种珍贵材料赋予生命形态的关键工艺,更是让我充满了探索的欲望。我特别希望这本书能够深入浅出地讲解钛合金铸造的每一个环节。我想了解,从原材料的选择到最后的成品检验,究竟有哪些关键的技术点和工艺要求?例如,在熔炼过程中,如何控制温度、时间以及气氛,以获得高纯度的钛合金熔体?书中是否会详细介绍不同类型的钛合金(比如α+β型、纯钛等)在铸造时的工艺特点和注意事项?我对于真空铸造技术在钛合金加工中的重要性尤为感兴趣,想知道为什么它如此关键,以及如何通过真空环境来避免氧化和夹杂。另外,对于那些形状复杂、精度要求极高的钛合金零件,例如航空发动机中的关键部件,或者医疗领域的植入物,它们是如何通过失蜡铸造等精密铸造工艺来制造的?书中是否会分析铸造过程中可能出现的各种缺陷,例如气孔、缩孔、裂纹等,并提供有效的预防和处理方法?我希望能从这本书中获得对钛合金铸造的全面认识,不仅是工艺流程,更希望能理解其背后的科学原理和工程经验,对我来说,这将是一次非常有价值的学习过程。

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这本书,《钛及钛合金铸造》,对我来说,简直就是一本开启新世界大门的钥匙!我一直对那些在极端环境下依然能表现出色的材料非常着迷,而钛合金无疑是其中的佼佼者。从飞机到潜水艇,再到人工关节,它们的身影无处不在,都离不开其轻质、高强、耐腐蚀的特性。而“铸造”这个过程,在我看来,更是赋予了钛合金生命和形态的神奇魔法。我非常期待能够通过这本书,深入了解钛合金铸造的奥秘。我想知道,是什么样的科学原理支撑着将液态的钛合金转化为固态的、具有特定形状和性能的铸件?书中是否会详细讲解不同熔炼方式(如电弧熔炼、电子束熔炼)的优缺点,以及它们如何影响钛合金的纯净度和性能?特别是对于铸造过程中容易出现的氧化和氢脆问题,书中是否会有专门的章节来探讨其产生的原因和有效的预防措施?我对于书中介绍的各种铸造工艺,比如真空感应熔炼、真空吸力铸造、离心铸造等,都充满了好奇,希望能了解它们各自的适用范围、工艺特点以及能够达到的精度和质量水平。另外,书中是否会涉及铸造过程中内部缺陷的形成机理,比如气孔、缩孔、裂纹,以及相应的检测方法和控制手段?我希望这本书能提供清晰的图表和详细的文字说明,让我能够直观地理解这些复杂的工艺流程和技术细节。它不仅仅是理论的阐述,更应该包含实际应用中的经验和教训,能够帮助我更全面地认识和掌握钛合金铸造这门技术。

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这本书,《钛及钛合金铸造》,是我一直期待的一本技术专著。作为一个对材料科学和精密制造领域充满热情的人,我对钛合金这种神奇的金属材料充满了敬畏。它不仅轻便坚固,而且在面对腐蚀时表现出色,这使得它在航空航天、医疗器械、化工等高端制造领域有着不可替代的地位。而“铸造”,这项将金属塑造成形的古老而又精密的工艺,更是钛合金实现其高性能应用的关键。我迫切希望通过这本书,深入了解钛合金铸造的工艺细节和技术挑战。我想知道,从原材料的选择、熔炼过程的控制,到模具的设计与制造,再到浇注与凝固过程中的微观结构演变,每一个环节是如何操作的?书中是否会详细介绍不同类型的钛合金(例如Ti-6Al-4V,它在工业界应用最广)在铸造时需要特别注意的参数,比如熔炼温度、浇注温度、冷却速率等,以及这些参数对最终铸件性能(如强度、韧性、疲劳寿命)的影响?我特别好奇,那些航空发动机中的复杂钛合金零件,是如何通过真空精密铸造等先进工艺实现的?书中是否会探讨在铸造过程中容易出现的缺陷,如氧化、氢脆、气孔、缩孔等,以及如何通过优化工艺参数和采用特殊技术来有效预防和控制这些缺陷?这本书对我来说,不仅仅是知识的获取,更是一次关于如何将一种高性能材料通过精湛的工艺,转化为具有卓越性能产品的深度学习过程,我希望能从中汲取宝贵的经验和智慧。

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终于拿到了《钛及钛合金铸造》这本令人期待的书!我是一个对工业技术发展和材料科学应用充满好奇的读者,钛合金以其轻质、高强、耐腐蚀等优异性能,早已成为众多尖端技术领域的宠儿。而“铸造”这项能够将这些高性能金属材料塑造成各种复杂形状和精密部件的工艺,更是承载着工业发展的基石。我非常希望这本书能够为我详细解读钛合金铸造的全貌。我想了解,究竟是什么样的技术和设备,能够支撑起钛合金这样一种高熔点、高活性的材料的铸造过程?书中是否会详细介绍熔炼环节的关键技术,比如如何控制熔体中的杂质含量,如何实现合金成分的均匀化,以及在熔炼过程中需要采取哪些措施来防止氧化和吸氢?我对于书中关于模具设计和材料选择的部分尤其感兴趣,毕竟,钛合金在高温下的流动性和收缩率,对模具的耐高温性、耐磨性以及尺寸精度都有着极高的要求。此外,对于那些对性能要求极为苛刻的航空航天部件和医疗植入物,它们是如何通过精密铸造技术,如熔模铸造或真空吸铸,来获得高精度、低缺陷的铸件的?书中是否会深入剖析凝固过程中可能出现的各种微观组织缺陷,例如柱状晶、夹杂物等,以及如何通过优化工艺参数来改善这些缺陷?这本书对我来说,不仅仅是一次知识的获取,更是一次对现代精密制造技术背后科学原理和工程实践的深入探索,我希望能从中学习到如何将理论知识转化为实际生产力。

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《钛及钛合金铸造》这本书的到来,让我充满期待!我虽然不是材料工程师,但一直对那些能够支撑起现代工业核心技术的科学知识非常着迷。钛合金,凭借其优异的比强度、耐腐蚀性和生物相容性,在航空航天、医疗、化工等领域扮演着至关重要的角色。而“铸造”,作为将这种珍贵金属转化为复杂零部件的传统而又精密的工艺,更是充满了科学的魅力。我希望这本书能够系统地介绍钛合金的铸造技术。我想了解,从最基础的金属熔炼开始,如何确保钛合金的化学成分准确无误,如何有效去除熔体中的杂质?在模具设计方面,是否需要考虑钛合金的高熔点和化学活性,从而选择特殊的模具材料和结构?书中是否会详细阐述真空熔炼和真空浇注在钛合金铸造中的关键作用,以及如何通过控制真空度来防止氧化和夹杂?我特别好奇,对于那些形状复杂、精度要求极高的钛合金零件,例如航空发动机的涡轮盘、医疗领域的骨科植入物,它们是如何通过精密铸造工艺实现的?书中是否会深入剖析凝固过程中晶粒的形成、生长以及可能出现的显微组织缺陷,并提供相应的控制方法?我希望这本书能够以清晰的语言和丰富的图例,引导我理解每一个铸造环节的技术要点,以及这些技术如何影响最终铸件的性能。它不仅仅是一本技术手册,更是一次对材料科学与工程制造深度融合的探索之旅,能够让我更好地理解现代工业背后的严谨与智慧。

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