具体描述
《铸造技术问题对策(第2版)》按铸件设计和铸造技术分为7篇，简述了铸造领域中44个方面的1048个铸造技术问题对策。涉及范围广泛，即涉及到铸件设计方面的问题对策、铸造合金及其熔制、造型材料及其制备、砂型铸造与特种铸造、铸造质量管理与检验分析等方面的问题对策。
现代结构材料的性能、制备与应用 一、 熔炼与凝固过程的精密控制 本书深入探讨了先进结构材料，特别是高性能合金钢、钛合金及镍基高温合金在熔炼阶段的关键技术。内容聚焦于如何通过优化电炉、真空感应熔炼（VIM）及电渣重熔（ESR）等工艺参数，有效去除夹杂物、控制非金属相的形态与分布。详细阐述了冷却速率、凝固前沿的物理化学环境如何影响枝晶生长、偏析现象的形成，并构建了多尺度模型来预测铸件内部的微观组织演变。着重分析了快速凝固技术（如粉末冶金的雾化过程）在细化晶粒、均匀化成分方面的优势与挑战。 二、 先进成形工艺的力学行为分析 本卷系统梳理了现代金属成形工艺对材料最终性能的决定性影响。对于锻造过程，详细解析了热模锻、等温锻中的应力-应变路径与动态/静态再结晶行为之间的复杂耦合关系。引入了有限元分析（FEA）工具，用于模拟大变形过程中的材料流动、残余应力分布及孔隙的闭合机制，确保关键部件在服役前的结构完整性。在轧制领域，探讨了冷热轧过程中晶粒的变形与恢复机制，特别关注了超细晶粒钢的轧制设计，旨在通过晶粒细化强化提高材料的屈服强度和韧性。此外，对增材制造（AM）中的选区激光熔化（SLM）和电子束熔化（EBM）技术进行了深入剖析，重点研究了高扫描速率下液池的快速冷却所导致的微观组织非平衡态特征，以及由此产生的残余热应力和各向异性问题，并提出了针对性的后处理热矫正方案。 三、 固态相变与热处理的微观调控 本书将固态相变视为材料性能的“基因编辑”过程。详细论述了热处理工艺，如淬火、回火、固溶处理及析出强化，如何精确调控铁素体、奥氏体、马氏体、沉淀相等多种相的形成与演化。针对新型高强钢，如先进高强钢（AHSS）和马氏体/贝氏体复合组织钢，阐释了分级冷却和相变诱发塑性（TRIP）效应的机理，以期在保证高强度的同时，显著提升材料的塑性和抗冲击能力。对于镍基高温合金，着重分析了$gamma'$和$gamma''$相等有序强化相的时效析出动力学，以及晶界强化相（如TCP相）的抑制策略，这是保障航空发动机叶片在极端高温下蠕变抗力的核心。 四、 结构完整性与服役性能评估 材料的性能评估是连接制备工艺与实际应用的桥梁。本部分聚焦于材料在实际服役环境下的响应。全面回顾了疲劳断裂的孕育、扩展和最终断裂的全过程，包括低周疲劳（LCF）与高周疲劳（HCF）的差异化分析，并引入了断裂韧性、应力强度因子等参数在裂纹扩展预测中的应用。对于承载关键部件，如压力容器和桥梁结构，详细介绍了蠕变损伤的物理模型，特别是高温下时间-温度等效原理的应用。同时，本书强调了环境腐蚀问题，如应力腐蚀开裂（SCC）、氢脆（HE）对材料寿命的显著影响，并提供了通过表面工程（如渗碳、渗氮、热障涂层）来提高材料抗环境侵蚀能力的工程实例。 五、 材料的表征技术与无损检测 为准确评估和验证制备工艺的效果，本卷详尽介绍了现代材料表征技术。内容涵盖了扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）在微观形貌和晶体结构分析中的应用，特别是高分辨透射电镜（HRTEM）对原子尺度的界面结构解析。能量色散X射线谱（EDS）和波谱分析（WDS）被用于精确的元素定量分析。机械性能测试部分，除了常规的拉伸、冲击试验外，还包括了原位（In-situ）测试技术，用于实时观察微观结构在应力作用下的演变。在无损检测（NDT）方面，侧重于超声波、射线检测（RT/UT）和声发射技术在识别内部缺陷、分层和裂纹扩展方面的精确应用，确保产品质量的可靠性。 六、 新型功能性与极端环境结构材料 本书展望了材料科学的前沿方向。重点介绍了为应对极端环境（如超高真空、强辐射场、超低温）而开发的特种材料。这包括形状记忆合金（SMA）的超弹性行为及阻尼特性；陶瓷基复合材料（CMCs）和金属基复合材料（MMCs）的轻量化及高温性能提升策略；以及面向能源和生物医学应用的新型形状材料的开发思路。通过对这些先进材料的设计、制备和性能优化的综合论述，旨在为工程师和科研人员提供一个全面、深入的学习平台。 本书适合从事材料科学、冶金工程、机械工程及航空航天工程等领域的本科高年级学生、研究生及一线研发人员作为专业参考。
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