航空航天材料定向凝固

本书涉及定向凝固理论、技术以及典型航空航天材料三大板块。分为绪论、多元多相合金、晶体生长取向、电磁约束成形、冷坩埚定向凝固、高温合金、金属间化合物和陶瓷材料定向凝固共八章，介绍了航空航天材料及其制备技术的特点和发展趋势与凝固特点，抢先发售全面系统展示了电磁约束成形和冷坩埚定向的研究成果及其独特优势，分析了高温合金、高温金属间化合物和氧化物共晶陶瓷等材料的定向凝固制备技术、组织和力学性能。

傅恒志，中国工程院院士，我国有名材料及冶金学家，西北工业大学、哈尔滨工业大学、河南理工大学教授，1984～1992年为西北工业大学校长，靠前高校科学院院士，俄罗斯宇航科学院外藉院士。曾任中国航空学会副理事长、中国材料研究学会常务理事、陕西省航空学会理事长、西安市科协名誉。长期从事高温材料和凝固科学技术的教学及研究工作。曾获国家科技进步奖及国家技术发明奖3项、省部级奖11项，发表学术论文800余篇，出版专著6部。

序一
序二
前言
第1章绪论
1.1航空航天优选产品与优选材料
1.2材料凝固加工的优选技术——定向凝固
1.3超常条件定向凝固过程
1.4定向凝固过程面临的新挑战
参考文献
第2章多元多相合金定向凝固特性
2.1多元系组成相凝固热力学
2.1.1多元体系的自由能
2.1.2多元系结晶过程的热力学平衡条件
2.1.3化合物材料热力学
2.1.4含有金属间化合物的相图
2.2多元合金凝固过程中的溶质分凝
2.2.1多元合金凝固时的溶质分凝系数
2.2.2多元合金定向凝固时的溶质分凝
2.3定向凝固阵列柱晶的稳态生长
2.4共晶定向凝固
2.4.1共晶合金类别
2.4.2共晶相变的基本特征
2.4.3共晶合金的生长
2.4.4规则共晶的定向凝固
2.4.5不规则共晶定向凝固
2.5包晶定向凝固
2.5.1包晶二元相图与凝固中的相变
2.5.2多元系包晶
2.5.3多元包晶合金的生长
2.5.4包晶合金定向凝固初始过渡阶段
2.5.5包晶合金稳态定向凝固
2.5.6包晶合金定向凝固的共生生长
2.6包晶定向凝固中的TGZM效应及分离式包晶反应
2.7包晶合金定向凝固组织形态演化
2.7.1包晶合金定向凝固形态特征
2.7.2纯扩散条件下包晶合金定向凝固组织形态演化机制
2.7.3非纯扩散条件下包晶合金定向凝固组织形态演化
2.7.4包晶合金凝固理论研究展望
参考文献
第3章定向凝固晶体生长取向与界面各向异性
3.1晶体取向与材料各向异性
3.2定向凝固中的界面各向异性
3.3多晶生长的竞争淘汰与定向凝固选晶机制及单晶形成
3.4不同取向晶粒定向凝固的竞争生长
3.5晶体生长方向、择优取向与热流方向的关系及定向凝固控制参量的影响
3.6晶体生长取向与界面各向异性
3.7凝固组织与界面各向异性
3.8界面各向异性对胞一枝转变的影响
参考文献
第4章电磁约束成形定向凝固
4.1电磁场在材料加工中的应用
4.1.1电磁悬浮技术
4.1.2冷坩埚感应熔炼技术
4.1.3磁悬浮熔体处理技术
4.1.4电磁铸造技术
4.2电磁约束成形定向凝固理论及模型
4.2.1电磁约束成形定向凝固过程
4.2.2电磁场分布特征
4.2.3电磁压力模型
4.2.4熔体的热力比及熔体成形控制
4.3电磁约束成形定向凝固过程数值分析
4.3.1电磁场及电磁压力的数值模拟
4.3.2电磁压力分布与熔体形状关系的模拟计算
4.3.3电磁成形与温度场的耦合计算
4.4金属材料的电磁无接触成形定向凝固
4.4.1低比重合金的电磁成形定向凝固
4.4.2高比重合金的真空电磁成形定向凝固
4.4.3电磁成形定向凝固组织
4.5电磁软接触成形定向凝固
4.5.1单频电磁软接触成形定向凝固
4.5.2双频电磁软接触成形定向凝固
4.5.3电磁软接触成形定向凝固中磁场分布
4.5.4电磁软接触成形定向凝固中温度场的分布
4.5.5电磁软接触成形定向凝固宏微观组织
4.5.6本章小结
参考文献
第5章电磁冷坩埚定向凝固
5.1冷坩埚定向凝固技术发展
5.1.1冷坩埚技术发展
5.1.2定向凝固制备TiAl合金
5.1.3电磁冷坩埚定向凝固原理与过程
5.2电磁场分布特征与定向凝固用冷坩埚优化设计
5.2.1电磁场作用
5.2.2电磁场分布特征
5.2.3磁场均匀性
5.2.4定向凝固用冷坩埚设计发展
5.3冷坩埚定向凝固传热过程
5.3.1冷坩埚定向凝固过程传热状态演变
5.3.2糊状区传热物理模型
5.3.3轴向传热数学模型
5.3.4径向传热数学模型
5.3.5理想传热状态分析
5.3.6糊状区轴一径热流密度比分析
5.3.7凝固界面形状函数与影响因素分析
5.4冷坩埚定向凝固温度场
5.5冷坩埚定向凝固TiAl合金
5.5.1成形性分析与表面质量控制
5.5.2宏观组织生长与控制
5.5.3硼元素细化柱状晶机制分析
5.5.4α2／γ片层取向
5.5.5成分偏析
5.5.6熔体流动与组织相关性
5.5.7冷坩埚定向凝固TiAI合金性能
5.6冷坩埚定向凝固Ti合金
5.7冷坩埚定向凝固Nb—Si合金
5.8总结与展望
参考文献
第6章高温合金定向凝固
6.1铸造高温合金概述
6.1.1定向柱晶高温合金
6.1.2单晶高温合金
6.2单晶高温合金的制备
6.2.1选晶法
6.2.2籽晶法
6.3高温合金的凝固特性
6.3.1凝固路径
6.3.2凝固温度
6.3.3凝固分配系数
6.3.4微观偏析
6.4高温合金定向凝固组织
6.4.1凝固界面形态
6.4.2γ枝晶／胞晶组织
6.4.3γ—γ'共晶
6.4.4初生碳化物和硼化物
6.4.5固态相变组织
6.4.6熔体状态对高温合金组织的影响
6.5定向和单晶高温合金的常见凝固缺陷
6.5.1取向偏离
6.5.2雀斑（通道偏析）
6.5.3杂晶
6.5.4小角度晶界
6.5.5缩松
6.5.6热裂
6.6定向凝固和单晶高温合金的力学性能
6.6.1定向凝固和单晶高温合金的性能特点
6.6.2晶体取向对高温力学性能的影响
6.6.3定向凝固工艺对高温力学性能的影响
6.7高温合金定向凝固技术的发展
参考文献
第7章金属间化合物结构材料定向凝固
7.1金属问化合物材料的应用
7.2Ti—Al金属间化合物及其定向凝固
7.2.1Ti—Al金属间化合物的结构与性能
7.2.2定向凝固TiAl合金
7.2.3γ—TiAl合金的晶体生长与晶向控制
7.3NiAl系金属问化合物定向凝固
7.3.1NiAl系金属间化合物材料概况
7.3.2NiAl合金特点
7.3.3NiAl基合金的强韧化方法及机理
7.3.4NiAl基定向凝固共晶合金组织和性能
7.3.5共晶成分NiAl基共晶合金的定向凝固特征
7.3.6非共晶成分NiAl—Cr（Mo）共晶合金的定向凝固及组织特征
7.3.7凝固条件对片层间距和强化相体积分数的影响
7.3.8NiAl基定向凝固共晶合金的性能
7.3.9Ni3Al合金的组织性能及其定向凝固
7.4难熔合金金属问化合物材料定向凝固
7.4.1Laves相金属间化合物材料
7.4.2Cr3Si金属间化合物结构材料
7.4.3Nb3Si／Nb5Si3基金属间化合物高温结构材料
参考文献
第8章陶瓷材料定向凝固
8.1概述
8.2共晶陶瓷材料体系
8.2.1氧化物共晶陶瓷
8.2.2硼化物共晶陶瓷
8.2.3碳化物共晶陶瓷
8.3共晶陶瓷定向凝固技术
8.3.1改进的Bridgman方法
8.3.2边界外延生长方法
8.3.3微抽拉法
8.3.4悬浮区熔法
8.3.5激光水平区熔法
8.3.6其他：三维打印（选区熔覆，立体成形等）
8.4氧化物共晶陶瓷的凝固组织
8.4.1凝固组织特征及其相组成
8.4.2凝固条件对组织的影响
8.4.3氧化物共晶界面特征及晶体学取向关系
8.5氧化物共晶陶瓷的物理和力学性能
8.5.1强度
8.5.2抗氧化性
8.5.3蠕变性能
8.5.4断裂韧性
8.5.5变形机理
8.6发展趋势与应用前景
8.6.1目前存在的主要问题
8.6.2发展趋势
8.6.3应用前景
参考文献
索引