液/半固态双金属复合铸造技术及应用

本书在传统双液铸造复合技术的基础上，提出了“液/半固态”双金属铸造复合技术，针对复合板材的大平面冶金结合、较薄的使用厚度等特定工况需求，利用基底材质在冷却介质作用下形成较大的温度梯度，促使金属液在凝固过程中趋于层状凝固，当基底材质上表面处于半固态时浇注耐磨层金属，实现两种金属的冶金结合。液/半固态双金属铸造复合板不但可以实现两种材质大面积平面冶金复合，而且能有效避免因表面完全凝固后出现氧化夹杂难以去除的弊端，同时可以有效解决焊接方法出现的焊接残余应力、宏观裂纹及成分不均匀等问题，进而避免综合力学性能受到影响，提高耐磨板的使用寿命。

本书内容是作者多年研究成果，相关技术已经申请专利。本书可供矿山、冶金、建材、电力等领域从事金属复合耐磨材料的研究人员和工程技术人员参考应用，也可供从事金属耐磨材料理论研究的高校本科生和硕士生参考。

第1章绪论1

1.1双金属复合耐磨板概述1

1.2双金属复合材料的特点与应用2

1.3双金属复合材料制备技术3

1.3.1固-固复合法3

1.3.2液-固复合法3

1.3.3液-液复合法7

1.4双液双金属铸造复合技术现状13

1.4.1材质相容性13

1.4.2界面结合强度14

1.4.3复合准则15

1.4.4存在的问题15

第2章液/半固态双金属铸造耐磨材料及研究方法16

2.1耐磨板常用材料及制备工艺16

2.1.1耐磨材料选取原则16

2.1.2熔炼设备及制备工艺流程17

2.2耐磨材料分析测试及方法19

2.3力学性能测试21

第3章液/半固态双金属铸造复合理论分析23

3.1液/半固态双金属铸造复合温度场计算23

3.1.1液/半固态双金属铸造复合思路提出及工艺原理23

3.1.2低碳钢温度场的理论计算25

3.1.3凝固时间的理论计算27

3.2冷却条件对低碳钢温度场分布影响28

3.2.1冷却介质对温度场分布的影响28

3.2.2低碳钢温度场模拟分析31

3.2.3低碳钢半固态区宽度计算34

第4章液/半固态双金属铸造复合工艺38

4.1水冷铜板条件下低碳钢浇注工艺参数的确立38

4.1.1低碳钢浇注工艺38

4.1.2水冷铜板条件下浇注低碳钢各参数间关系40

4.2冷铁条件下低碳钢浇注工艺参数确立47

4.2.1冷铁选用计算47

4.2.2冷铁条件下浇注低碳钢各参数间关系49

4.3液/半固态双金属铸造复合工艺判据51

4.3.1铸造复合板表面凝固壳层51

4.3.2高铬铸铁浇注时间限定53

4.3.3低碳钢半固态区宽度55

4.4液/半固态双金属铸造复合工艺准则57

第5章液/半固态双金属复合板界面层的组织与性能59

5.1水冷铜板条件下铸造复合板界面层组织59

5.1.1低碳钢浇注温度对界面层组织的影响59

5.1.2低碳钢凝固时间对界面层组织的影响66

5.2冷铁条件下界面层组织69

5.2.1低碳钢浇注温度对界面层组织的影响69

5.2.2低碳钢凝固时间对界面层组织的影响73

5.2.3界面层氧化夹杂形成及去除76

5.3铸造复合板界面层力学性能评价80

5.3.1洛氏硬度80

5.3.2界面层显微硬度81

5.3.3抗拉强度82

5.3.4剪切强度84

5.3.5复合层止裂性能85

5.3.6断口形貌分析87

5.4铸造复合耐磨板装机测试88

第6章液/半固态双金属铸造复合界面层形成机制93

6.1低碳钢重熔区熔化行为分析93

6.2低碳钢重熔区厚度模型的建立95

6.3界面层元素扩散规律98

6.4铸造复合界面层形成机制100

6.4.1复合层形成过程101

6.4.2珠光体过渡层形成过程102

6.4.3界面层形成机制106

参考文献109

液/半固态双金属复合铸造技术及应用

作者：朱永长 著

丛书名：

出版日期：2018年8月 书号：978-7-122-32386-6

开本：B5 710×1000　1/16 装帧：平 版次：1版1次 页数：115页

麻省理工学院材料科学和工程学教授蒋业明(音译)领导的团队研制出了一款名为“剑桥原油”的半固态液流电池，其不仅减少了电池内的“无效材料”，而且提高了电池的能效。

技术简介

半固态加工技术具有高效、节能、近净形生产以及制成品显微组织细化均匀、机械性能好等诸多优点,是21世纪很有发展前景的一种加工方法。铸轧技术是冶金及材料领域的一项前沿技术，是将连续铸造、轧制、甚至热处理等串联为一体，铸出毫米级的薄带坯,经在线轧制后一次性形成工业产品，是短流程的先进加工技术。将高效、节能、短流程的连续铸轧技术与半固态加工技术相结合，得到半固态连续铸轧成形技术，这是一种全方位高效、节能、短流程、近终形的加工方法。2100433B

蒋业明表示，他们研制出的锂“半固体”流体电池每单位体积传递的电力是传统电池的10倍。新电池每制造出1千瓦时电力的成本为250美元，为现有电池成本的三分之一。而且，充电一次，电动汽车可行驶300公里，是现有电池的2倍。