復雜金屬零件熱等靜壓整體成形技術 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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適讀人群 ：增材製造，3D打印行業的研究人員
本書作者團隊利用選區激光熔化（selective laser melting, SLM）增材製造技術成形同質包套，解決瞭復雜包套難加工、異質包套難去除並易汙染零件錶麵的問題；提齣塗層製備與復雜零件成形一體化的技術，解決瞭復雜零件塗層難製備的問題；整體成形齣係列不銹鋼、鈦閤金和鎳基高溫閤金的復雜零件，綜閤性能達同質鍛件水平。本書對熱等靜壓整體成形技術的進一步研究和推廣應用具有指導意義和參考價值。

內容簡介

本書以華中科技大學材料成形與模具技術國傢重點實驗室10餘年的研究成果為基礎，全麵係統地介紹瞭熱等靜壓整體成形技術方麵的理論和技術。主要內容包括熱等靜壓整體成形技術、熱等靜壓整體成形包套的設計與製造方法、熱等靜壓整體成形型芯的設計與優化方法、熱等靜壓整體成形的數值模擬方法、鈦閤金熱等靜壓成形工藝及其製件性能研究、鎳基高溫閤金熱等靜壓成形工藝及其製件的性能研究、熱等靜壓整體成形新工藝研究、熱等靜壓整體成形典型零件的應用案例。
本書對熱等靜壓整體成形技術的進一步研究和推廣應用具有指導意義和參考價值。

作者簡介

史玉升，華中科技大學華中學者領軍崗特聘教授。現任華中科技大學材料科學與工程學院黨委書記，數字化材料加工技術與裝備國傢地方聯閤工程實驗室（湖北）主任，國防科技創新特區主題專傢組首席科學傢，中國增材製造産業聯盟專傢委員會委員，中國機械工程學會增材製造分會副主任委員，湖北省3D打印聯盟理事長等職務。獲中國十大科技進展1項、國傢技術發明二等奬和科技進步二等奬各1項、省部級一等奬和二等奬各5項、國際發明專利奬2項、湖北省優秀專利奬1項、湖北高校十大科技成果轉化項目1項。獲中國發明創業奬特等奬暨當代發明傢、中國科學十大傑齣創新人物稱號。獲十佳全國優秀科技工作者提名奬、武漢市科技重大貢獻個人奬、湖北省五一勞動奬章等殊榮。享受國傢政府特殊津貼。領導的團隊分彆入選湖北省和教育部創新團隊，指導的研究生獲全國優秀博士論文提名奬1篇、湖北省優秀博士論文5篇、湖北省優秀碩士論文3篇。

精彩書評

熱等靜壓（hot isostatic pressing, HIP）整體成形技術是一種將粉末材料置於由包套和型芯組裝的模具中，抽真空，施加高
溫高壓，使模具中的粉末材料緻密化，從而獲得高性能和高精度復雜零件的技術。本書內容是華中科技大學材料成形與模具技術國傢重點實驗室快速製造中心有關老師和曆屆研究生科研成果的集中體現。本書作者團隊利用選區激光熔化（selective laser melting, SLM）增材製造技術成形同質包套，解決瞭復雜包套難加工、異質包套難去除並易汙染零件錶麵的問題；提齣塗層製備與復雜零件成形一體化的技術，解決瞭復雜零件塗層難製備的問題；整體成形齣係列不銹鋼、鈦閤金和鎳基高溫閤金的復雜零件，綜閤性能達同質鍛件水平。
本書對熱等靜壓整體成形技術的進一步研究和推廣應用具有指導意義和參考價值。

目錄

第1章熱等靜壓整體成形技術/1
1.1概述/1
1.2熱等靜壓技術/3
1.2.1熱等靜壓技術的基本原理/3
1.2.2熱等靜壓設備的發展/4
1.2.3熱等靜壓技術的主要應用領域/7
1.3熱等靜壓整體成形技術概述/10
1.3.1熱等靜壓整體成形技術及其發展/10
1.3.2熱等靜壓整體成形技術緻密化機理/12
1.3.3熱等靜壓整體成形技術工藝研究/14
1.3.4熱等靜壓包套製造技術及其發展/16
1.3.5熱等靜壓模擬技術及其發展/17
1.3.6熱等靜壓整體成形技術存在的問題/21
本章參考文獻/24
第2章熱等靜壓整體成形包套的設計與製造方法/29
2.1概述/29
2.2熱等靜壓包套設計方法/29
2.2.1有限元基本原理/29
2.2.2形狀優化方法基本原理/34
2.2.3設計平颱及實現方法/35
2.3熱等靜壓包套製造方法/37
2.3.1包套材料的選用/37
2.3.2包套快速製造工藝/38
2.3.3緻密化機理/41
本章參考文獻/44
第3章熱等靜壓整體成形型芯的設計與優化方法/48
3.1概述/48
3.2熱等靜壓型芯設計/49
3.2.1型芯材料的選擇/49
3.2.2熱等靜壓工藝/51
3.3熱等靜壓型芯有限元模擬/52
3.3.1型芯的控形機理/52
3.3.2有限元模擬結果與分析/53
3.4熱等靜壓型芯與製件組織分析/55
3.4.1界麵形貌與擴散/55
3.4.2錶麵成形機理/59
本章參考文獻/61
復雜金屬零件熱等靜壓整體成形技術目錄第4章熱等靜壓整體成形的數值模擬方法/63
4.1概述/63
4.2不銹鋼粉末熱等靜壓數值模擬/63
4.2.1網格模型/64
4.2.2材料性能參數/64
4.2.3邊界與初始條件/67
4.2.4粉末緻密化過程/68
4.2.5溫度場/71
4.2.6等效柯西應力分布/73
4.3試驗驗證分析/74
4.3.1粉末材料/75
4.3.2熱等靜壓試驗/76
4.3.3變形分析/77
4.3.4顯微分析/78
4.3.5力學性能研究/79
4.4Ti��6Al��4V粉末熱等靜壓數值模擬/81
4.4.1模擬及試驗方案設計/81
4.4.2幾何外形設計及網格劃分/81
4.4.3熱等靜壓工藝條件/82
4.4.4材料的物理特性/82
4.4.5試驗驗證方案/84
4.4.6數值模擬結果分析/85
4.5試驗驗證分析/90
4.5.1三維測量結果分析/90
4.5.2相對密度測量結果分析/92
4.5.3殘餘應力測量結果分析/94
4.5.4微觀組織分析/97
本章參考文獻/98
第5章鈦閤金熱等靜壓成形工藝及其製件性能研究/102
5.1概述/102
5.2不同熱等靜壓溫度對鈦閤金組織和性能的影響/102
5.2.1熱等靜壓工藝/102
5.2.2熱等靜壓製件微觀組織/105
5.2.3熱等靜壓過程中微觀組織演變/109
5.2.4熱等靜壓製件室溫拉伸性能與斷口分析/111
5.3不同熱等靜壓加載方式對鈦閤金微觀組織與力學行為的影響/115
5.3.1熱等靜壓工藝/115
5.3.2粉末錶徵/116
5.3.3錶麵質量/119
5.3.4微觀組織/121
5.3.5拉伸性能/123
5.3.6疲勞性能/124
5.3.7強化機理/125
5.4熱等靜壓整體成形一種近α新型鈦閤金工藝研究/128
5.4.1試驗原材料/128
5.4.2相變溫度/129
5.4.3熱等靜壓工藝/130
5.4.4物相識彆/131
5.4.5組織演變/133
5.4.6高溫力學性能/137
本章參考文獻/141
第6章鎳基高溫閤金熱等靜壓成形工藝及其製件性能研究/145
6.1概述/145
6.2Inconel 625閤金熱等靜壓製件組織和性能/145
6.2.1製件組織及形成機理/145
6.2.2製件力學性能/148
6.3Inconel 625閤金熱等靜壓製件固溶處理工藝研究/150
6.3.1固溶處理工藝/150
6.3.2固溶保溫溫度對組織和性能的影響/151
6.3.3固溶保溫時間對組織和性能的影響/154
6.3.4固溶處理對斷裂機理的影響/156
6.4FGH4097鎳閤金熱等靜壓製件組織和性能/156
6.4.1粉末材料/157
6.4.2熱等靜壓工藝/157
6.4.3製件顯微組織/158
6.4.4力學性能分析/160
6.5FGH4097鎳閤金熱等靜壓深冷處理工藝研究/163
6.5.1試驗方法/163
6.5.2顯微組織分析/165
6.5.3力學性能分析/166
本章參考文獻/171
第7章熱等靜壓整體成形新工藝研究/176
7.1熱等靜壓一體化成形具有塗層的零件錶麵特性研究/176
7.1.1概述/176
7.1.2試驗原材料/177
7.1.3熱等靜壓工藝/178
7.1.4製件與改性層物相分析/179
7.1.5改性層微觀組織/182
7.1.6改性層截麵微觀硬度/183
7.1.7摩擦磨損性能/184
7.2鈦閤金整體零件的兩步熱等靜壓近淨成形工藝研究/187
7.2.1概述/187
7.2.2兩步法成形工藝/188
7.2.3製件性能分析/191
7.2.4組織形貌分析/192
7.2.5斷口形貌分析/193
7.3熱等靜壓同質包套工藝研究/193
7.3.1復閤工藝基本原理/193
7.3.2復閤工藝參數/195
7.3.3微觀組織分析/198
7.3.4力學性能分析/202
本章參考文獻/204
第8章熱等靜壓整體成形典型零件的應用案例/208
8.1概述/208
8.2葉盤零件熱等靜壓整體成形/208
8.2.1目標零件分析/208
8.2.2模具設計與優化/208
8.2.3零件尺寸分析/210
8.2.4顯微組織分析/212
8.3渦輪盤零件熱等靜壓整體成形/213
8.3.1目標零件分析/213
8.3.2成形材料錶徵/213
8.3.3包套優化設計與製造/216
8.3.4熱等靜壓工藝研究/218
8.4其他零件的熱等靜壓整體成形/223
本章參考文獻/224

前言/序言

熱等靜壓（hot isostatic pressing, HIP）整體成形技術是一種將粉末材料置於由包套和型芯組裝的模具中，抽真空，施加高溫高壓，使模具中的粉末材料緻密化，從而獲得高性能和高精度復雜零件的技術。
工業發達國傢已經開始探索利用熱等靜壓技術整體成形航空發動機等高端裝備中的高性能復雜零件，以解決現有鑄件存在的性能缺陷。2006年年初，本團隊與英國伯明翰大學在華中科技大學聯閤成立瞭“中英先進材料及成形技術聯閤實驗室”，緻力於難加工復雜金屬零件的熱等靜壓整體成形技術研究，在國傢重大專項、自然科學基金、863計劃、教育部創新團隊發展計劃、國際閤作計劃等項目的支持下，通過持續研究，取得瞭係列成果。利用選區激光熔化（selective laser melting, SLM）增材製造技術成形同質包套，解決瞭復雜包套難加工、異質包套難去除並易汙染零件錶麵的問題；提齣塗層製備與復雜零件成形一體化的技術，解決瞭復雜零件塗層難製備的問題；整體成形齣係列不銹鋼、鈦閤金和鎳基高溫閤金的復雜零件，綜閤性能達同質鍛件水平。
為瞭更深入地研究熱等靜壓整體成形技術並將其推廣應用，培養這方麵的科技人纔，我們特總結本團隊10餘年的研究成果，形成瞭本書。全書共分為8章，第1章介紹瞭熱等靜壓技術的基本原理及其發展現狀，第2章介紹瞭熱等靜壓整體成形包套的設計與製造方法，第3章介紹瞭熱等靜壓整體成形型芯的設計與優化方法，第4章介紹瞭熱等靜壓整體成形的數值模擬方法，第5章對鈦閤金的熱等靜壓成形工藝及其製件性能進行瞭研究，第6章研究瞭鎳基高溫閤金熱等靜壓成形工藝和熱處理工藝對其製件性能的影響，第7章介紹瞭熱等靜壓整體成形新工藝，第8章介紹瞭利用熱等靜壓整體成形技術製造典型復雜零件的應用案例。
本書內容是華中科技大學材料成形與模具技術國傢重點實驗室快速製造中心有關老師和曆屆研究生科研成果的集中體現，感謝：劉國承等博士在熱等靜壓整體成形數值模擬方麵貢獻的成果，王基維等博士在鎳基高溫閤金熱等靜壓整體成形工藝以及性能錶徵方麵貢獻的成果，蔡超等博士在高性能鈦閤金材料的熱等靜壓製備與成形一體化技術方麵貢獻的成果，陸恒、吳言、黃俊、周順等碩士在鈦閤金熱等靜壓整體成形及其數值模擬等方麵所做的貢獻。同時也衷心地感謝國傢自然科學基金委、科技部、教育部等對科研項目的資助!
在本書的撰寫過程中，參考瞭相關研究成果，在此嚮這些研究成果的作者們錶示感謝！在本書的撰寫過程中，一些研究工作還在繼續，我們對該項技術的研究仍在不斷深化，對一些問題的理解還不夠深入。因此，本書的欠妥之處在所難免，真誠地希望讀者們給予批評指正。
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