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第1章 绪论 1

1.1 轻金属在汽车工业中的应用 1

1.2 半固态成形技术及其成形方法 3

1.2.1 半固态成形技术 3

1.2.2 半固态成形方法 6

1.3 半固态浆料的制备方法及组织形成机理 13

1.3.1 半固态浆料的制备方法 13

1.3.2 半固态组织形成机理 18

1.4 半固态加工技术的国内外研究进展 19

参考文献 21

第2章 半固态成形用铝镁合金及颗粒增强复合材料 25

2.1 半固态成形铝合金的材料及性能 25

2.1.1 半固态成形铝合金的材料及力学性能 25

2.1.2 半固态成形A356铝合金的组织性能 27

2.2 半固态成形镁合金的材料及性能 30

2.2.1 半固态成形镁合金的材料及力学性能 31

2.2.2 半固态成形镁合金的组织性能 33

2.3 颗粒增强金属基复合材料及其半固态成形 38

2.3.1 有色金属合金的强化方法 38

2.3.2 SiCp/Al复合材料的制备方法 39

2.3.3 SiC增强A356铝合金复合材料的半固态加工 43

参考文献 46

第3章 金属材料在半固态状态下的本构模型 49

3.1 半固态金属材料的物理参数 49

3.2 金属材料在半固态状态下的单相模型 55

3.2.1 数值模拟中的数学模型 56

3.2.2 触变性对T形模具充型的影响 61

3.2.3 单相模拟的局限性 64

3.3 半固态加工建模的双相法 66

3.3.1 用两相模型建模 66

3.3.2 数学模型 69

参考文献 77

第4章 A356铝合金半固态感应加热及复杂零件触变锻造成形 80

4.1 感应加热的原理 80

4.2 感应加热中功率选择的准则和坯料加热方式 82

4.2.1 感应加热中功率选择的准则 82

4.2.2 加热坯料的放置方式 84

4.3 A356铝合金的感应加热及分析 84

4.3.1 控制程序 85

4.3.2 A356铝合金感应加热结果 88

4.3.3 半固态感应加热热能参数分析 91

4.4 A356铝合金的触变锻造 92

4.4.1 触变锻造设备及其控制程序 93

4.4.2 A356铝合金的触变锻造过程 97

4.5 复杂零件触变锻造成形中的液固相分离 98

4.5.1 零件下双杯和法兰连接处的偏析状况 98

4.5.2 法兰中的液固相偏析 100

4.6 断口分析 102

4.6.1 断口试样的制备 103

4.6.2 断口扫描电镜分析 104

4.6.3 半固态金属断裂的力学模型研究 108

4.6.4 液相体积分数对断裂机理的影响 109

参考文献 111

第5章 复杂零件触变锻造成形的有限元模拟 114

5.1 有限元模拟技术在半固态成形中的应用 114

5.2 金属塑性成形专用商业有限元软件Larstran/Shape简介 115

5.3 用Larstran/Shape软件建立触变锻造模拟的模型 116

5.3.1 基本假设 116

5.3.2 边界条件 116

5.3.3 提高计算效率的策略 118

5.4 两种不同触变锻造成形工艺中的金属流动行为 119

5.4.1 镦粗＋复合挤压的有限元模拟 120

5.4.2 镦粗＋挤压的有限元模拟 128

5.4.3 两种不同触变锻造成形工艺中浆料流动的比较 131

5.5 A356铝合金零件的触变锻造与其模拟结果比较 133

5.5.1 标准零件的触变锻造结果及其与模拟结果的比较 133

5.5.2 非标准零件的触变锻造结果及其与模拟结果的比较 136

参考文献 140

第6章 铝镁合金双层复合管半固态多坯料挤压成形 142

6.1 双层复合管的应用及制备技术概述 142

6.1.1 双层复合管的应用现状 142

6.1.2 双层复合管常用制备技术 144

6.2 铝镁合金棒状和环状半固态坯料的制备 147

6.2.1 A356铝合金半固态坯料的制备 147

6.2.2 AZ91镁合金半固态坯料的制备 158

6.3 棒状和环状坯料半固态的二次加热与微观组织 164

6.3.1 A356铝合金坯料的二次加热 164

6.3.2 AZ91镁合金坯料的二次加热 175

6.4 双层复合管半固态多坯料挤压成形模具设计 177

6.4.1 制坯模的设计与优化 177

6.4.2 双层复合管半固态共挤压成形模具的设计 178

6.5 双层复合管半固态多坯料挤压成形界面的结合原理 180

参考文献 185

第7章 双层复合管半固态多坯料挤压成形有限元模拟 188

7.1 有限元仿真软件ABAQUS简介 188

7.2 双层复合管有限元模拟模型的建立 189

7.2.1 双层复合管多坯料挤压成形有限元模型化 189

7.2.2 加载方式、边界条件和接触关系的建立 192

7.3 双层复合管不同挤压成形方式的有限元模拟及分析 194

7.3.1 双层复合管正挤压成形方式的模拟及分析 194

7.3.2 双层复合管反挤压成形方式的模拟及分析 204

7.3.3 双层复合管带芯轴挤压成形方式的模拟及分析 215

7.4 三种挤压成形方式的比较 220

参考文献 223

第8章 等体积流量法在触变锻造成形流动前沿中的应用 224

8.1 流动前沿的设计 225

8.2 使用平锻模和带有16°角的锻模进行工步挤压 226

8.2.1 使用平锻模进行工步挤压 226

8.2.2 使用带有16°角的锻模进行工步挤压 228

8.3 使用平锻模和带有16°角的锻模进行镦粗 229

8.3.1 使用平锻模镦粗 229

8.3.2 使用带有16°角的锻模进行镦粗 230

8.4 触变锻造流动前沿研究结果讨论 232

参考文献 233

附录 第11届合金及复合材料半固态加工国际学术会议展品介绍 235