镁-铝双金属材料消失模复合铸造技术

　　本书详细介绍了镁/铝双金属材料消失模复合铸造成形原理与控制、双金属充型凝固行为、界面组织性能及形成机制、界面强化方法与理论等。本书共6章，第1章为绪论；第2章为铸造工艺参数对镁/铝双金属界面组织和性能的影响，分析了双金属充型与凝固行为，建立了消失模复合铸造工艺设计理论模型，揭示了镁/铝双金属界面组织形成和调控机理；第3章至第6章分别为固态嵌体成分和形貌、嵌体表面涂层、振动场以及稀土元素对镁/铝双金属界面组织和性能的影响，探索了界面组织对不同界面强化方法的响应，弄清了不同界面强化方法的影响机理，揭示了镁/铝双金属的强化机制，提出了镁/铝双金属界面强化的方法和理论。本书将为从事镁/铝双金属材料、复合铸造以及消失模铸造的科研工作者提供基本理论知识和借鉴作用，对双金属材料制备与成形以及消失模复合铸造技术的发展起到推动作用。由于镁/铝双金属材料在航空航天、汽车、核工业等领域有着广阔的应用前景，因此本书也可作为其相关行业从业者的参考书籍。

　　华中科技大学材料学院教授，材料成型及控制工程专业教研室主任，长期扎根教学一线工作。主讲了4门本科生课程，1门研究生课程，获得2017-2018学年和2021-2022学年教学质量优秀奖二等奖（2项），获得校教学竞赛二等奖，入选了2021年材料学院主讲教师，主讲的《材料成型装备及自动化》课程入选了2021年湖北省一流本科课程，并申报了*一流本科课程（评审中）。

第1章绪论/1
1.1引言/1
1.2镁/铝双金属的应用/3
1.3镁/铝双金属材料制备方法/6
1.3.1固固复合/6
1.3.2固液复合/14
1.3.3液液复合/16
1.4消失模复合铸造镁/铝双金属材料研究现状/19
1.4.1消失模复合铸造镁/铝双金属材料原理/19
1.4.2消失模复合铸造镁/铝双金属材料的优势/19
1.4.3消失模复合铸造镁/铝双金属材料的研究现状/20
1.5镁/铝双金属界面调控及强化的研究现状/20
1.5.1镁/铝双金属复合的主要问题/21
1.5.2镁/铝双金属界面调控及强化的方法/22
第2章铸造工艺参数对镁/铝双金属界面组织和性能的影响/28
2.1引言/28
2.2实验材料及方法/29
2.2.1实验材料/29
2.2.2实验过程/29
2.2.3分析测试/33
2.3消失模复合铸造镁/铝双金属充型和凝固过程/35
2.3.1消失模复合铸造镁/铝双金属充型过程/35
2.3.2消失模复合铸造镁/铝双金属凝固过程/38
2.4单因素工艺参数对镁/铝双金属界面组织和性能的影响/49
2.4.1浇注温度对镁/铝双金属界面组织和性能的影响/49
2.4.2液固体积比对镁/铝双金属界面组织和性能的影响/58
2.4.3真空度对镁/铝双金属界面组织和性能的影响/65
2.5基于响应面法的消失模复合铸造镁/铝双金属工艺参数优化/74
2.5.1BoxBehnken设计模型/75
2.5.2回归模型分析/76
2.5.3响应面分析与优化/79
镁/铝双金属材料消失模复合铸造技术目录2.6消失模固液复合铸造镁/铝双金属界面的形成机制/80
2.6.1界面组织特性/81
2.6.2界面形成热力学/88
2.6.3界面形成动力学/90
第3章固态嵌体成分和形貌对镁/铝双金属界面组织和性能的影响/97
3.1引言/97
3.2铝嵌体和镁嵌体条件下镁/铝双金属界面的组织特征与性能/97
3.2.1实验材料与方法/98
3.2.2铝嵌体和镁嵌体条件下镁/铝双金属界面的组织特征/98
3.2.3铝嵌体和镁嵌体条件下镁/铝双金属的力学性能特征/103
3.2.4不同嵌体材料对镁/铝双金属界面组织和性能的影响
机理/106
3.3铝嵌体形貌对镁/铝双金属界面组织和性能的影响/114
3.3.1实验材料与方法/114
3.3.2铝嵌体表面形貌对镁/铝双金属界面组织的影响/116
3.3.3铝嵌体表面形貌对镁/铝双金属力学性能的影响/123
3.3.4铝嵌体表面形貌对镁/铝双金属断口特征的影响/125
3.3.5不同铝嵌体表面形貌下镁/铝双金属界面形成机制和断裂
机理/128
3.4Si含量对镁/铝双金属界面组织和性能的影响/134
3.4.1实验材料与方法/134
3.4.2亚共晶AlxSi/AZ91D双金属复合材料的显微组织特征
/137
3.4.3过共晶AlxSi/AZ91D双金属复合材料的显微组织特征
/142
3.4.4AlxSi/AZ91D双金属复合材料的力学性能/149
3.4.5AlxSi/AZ91D双金属界面的形成机制和强化机理/154
第4章嵌体表面涂层对镁/铝双金属界面组织和性能的影响/162
4.1引言/162
4.2嵌体表面涂层的制备/162
4.2.1铝嵌体表面电镀Ni涂层的制备过程/163
4.2.2铝嵌体表面化学镀Ni涂层的制备过程/164
4.2.3铝嵌体表面等离子喷涂Ni涂层的制备过程/164
4.2.4铝嵌体表面超音速喷涂Ni涂层的制备过程/165
4.2.5铝嵌体表面NiCu复合涂层的制备过程/165
4.3电镀、化学镀、等离子喷涂Ni涂层对镁/铝双金属组织和性能的
影响/167
4.3.1铝嵌体表面不同Ni涂层特征/167
4.3.2不同Ni涂层对镁/铝双金属组织和成分的影响/169
4.3.3不同Ni涂层对镁/铝双金属力学性能的影响/172
4.3.4不同Ni涂层对镁/铝双金属组织和性能的影响机理/176
4.4超音速喷涂Ni涂层对镁/铝双金属组织和性能的影响/179
4.4.1嵌体表面超音速喷涂Ni涂层的特征/179
4.4.2超音速喷涂Ni涂层对镁/铝双金属组织的影响/180
4.4.3超音速喷涂Ni涂层对镁/铝双金属性能的影响/187
4.4.4超音速喷涂Ni涂层对镁/铝双金属断裂特征的影响/189
4.4.5超音速喷涂Ni涂层的镁/铝双金属界面形成机制和强化
机理/192
4.5NiCu复合涂层对镁/铝双金属组织和性能的影响/195
4.5.1NiCu复合涂层对镁/铝双金属组织的影响/196
4.5.2NiCu复合涂层对镁/铝双金属力学性能的影响/198
4.5.3NiCu复合涂层对镁/铝双金属腐蚀性能的影响/201
4.5.4NiCu复合涂层对镁/铝双金属组织和性能的影响机理/202
第5章振动场对镁/铝双金属界面组织和性能的影响/205
5.1引言/205
5.2机械振动对镁/铝双金属充型和凝固行为的影响/205
5.2.1镁/铝双金属充型和凝固行为实验材料及方法/206
5.2.2镁/铝双金属充型和凝固行为的实验研究结果/207
5.2.3镁/铝双金属凝固过程的数值模拟结果/212
5.2.4机械振动对镁/铝双金属充型和凝固行为的影响机理/215
5.3机械振动对镁/铝双金属界面组织和性能的影响/218
5.3.1机械振动实验过程/218
5.3.2振幅对镁/铝双金属界面组织和性能的影响/219
5.3.3振动频率对镁/铝双金属界面组织和性能的影响/238
5.3.4振动时间对镁/铝双金属界面组织和性能的影响/247
5.4超声振动对镁/铝双金属界面组织和性能的影响/257
5.4.1超声振动实验过程/257
5.4.2超声振动对镁/铝双金属界面组织的影响/259
5.4.3超声振动对镁/铝双金属力学性能的影响/265
5.4.4超声振动对镁/铝双金属界面组织和性能的影响机理/269
第6章稀土元素对镁/铝双金属界面组织和性能的影响/275
6.1引言/275
6.2实验材料与方法/275
6.3La对镁/铝双金属界面组织和性能的影响/277
6.3.1无稀土元素时镁/铝双金属界面的微观组织/277
6.3.2La对镁/铝双金属复合界面微观组织的影响/279
6.3.3La对镁/铝双金属复合界面力学性能的影响/288
6.3.4La作用下界面的物相析出及强化分析/291
6.4Ce对镁/铝双金属界面组织和性能的影响/296
6.4.1Ce对镁/铝双金属复合界面微观组织的影响/297
6.4.2Ce对镁/铝双金属复合界面力学性能的影响/303
6.4.3Ce作用下界面的微观组织演化及强化分析/306
6.5Gd对镁/铝双金属界面组织和性能的影响/312
6.5.1Gd对镁/铝双金属界面组织的影响/312
6.5.2Gd对镁/铝双金属界面力学性能的影响/320
6.5.3Gd对镁/铝双金属界面组织的影响机理/323
参考文献/326