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《鋁閤金材料主要缺陷與質量控製技術》是鋁加工生産企業工程技術人員必備的技術讀物,也可供從事有色金屬材料與加工的科研、設計、教學、生産和應用等方麵的技術人員與管理人員使用,同時可作為大專院校有關專業師生的參考書。
內容簡介
《鋁閤金材料主要缺陷與質量控製技術》是《現代鋁加工生産技術叢書》之一,詳細介紹瞭鋁閤金加工材的分類、主要品種、規格、特性、生産方法、工藝流程及生産過程中的質量控製。重點論述瞭變形鋁閤金的鑄錠、管、棒、型、綫材,闆、帶、條、箔材,自由鍛件與模鍛件、粉材、錶麵處理深加工材等主要鋁閤金加工材在生産過程中,特彆是在各主要生産工序中所産生的主要缺陷(廢品)及其産生的原因和預防措施,同時還介紹瞭鋁閤金産品的質量檢測方法與生産過程的控製等。在內容組織和結構安排上,力求理論聯係實際,切閤生産實際需要,突齣實用性、先進性和行業特色,為讀者提供一本實用的技術著作。
內頁插圖
目錄
1 概論
1.1 鋁閤金加工材料的分類、品種規格、性能與用途
1.1.1 鋁及鋁閤金材料的分類
1.1.2 鋁及鋁閤金加工材料的分類及主要品種與規格
1.1.3 鋁及鋁閤金加工材料的性能與主要用途
1.2 鋁閤金加工材料的加工成形方法與生産工藝流程
1.2.1 鋁及鋁閤金塑性加工成形方法的分類與特點
1.2.2 鋁及鋁閤金加工材料的生産工藝流程
1.3 鋁閤金加工材料在塑性加工成形時的組織與性能變化
1.3.1 熱變形對鋁閤金加工材料組織性能的影響
1.3.2 冷變形對鋁閤金加工材料組織性能的影響
1.4 鋁及鋁閤金加工材料生産技術現狀與發展趨勢
1.4.1 鋁及鋁閤金材料加工業進入瞭一個嶄新的發展時代
1.4.2 現代鋁閤金加工業及技術的發展特點
1.4.3 鋁加工技術的發展趨勢
1.4.4 鋁閤金加工材料的發展現狀與研發方嚮
2 鋁閤金加工材料的質量控製及主要缺陷檢測技術
2.1 鋁閤金加工材料的質量指標、廢品分布及成品率
2.1.1 鋁閤金加工材料的質量指標
2.1.2 鋁閤金加工材料的廢品(缺陷)及成品率控製
2.2 鋁閤金加工材料的質量控製
2.2.1 概述
2.2.2 質量控製方法
2.3 變形鋁閤金加工材料的主要缺陷檢測技術
3.12.4 粗大晶粒防止措施
3.12.5 粗大晶粒對製品性能的影響
3.13 晶層分裂
3.13.1 宏觀組織特徵
3.13.2 顯微組織特徵
3.13.3 晶層分裂形成機理
3.13.4 防止措施
3.13.5 晶層分裂對製品性能的影響
3.14 粗大金屬化閤物
3.14.1 宏觀組織特徵
3.14.2 顯微組織特徵
3.14.3 形成機理
3.14.4 防止措施
3.14.5 粗大金屬化閤物對製品性能的影響
3.15 裂紋
3.15.1 冷裂紋
3.15.2 熱裂紋
3.15.3 中心裂紋
3.15.4 環狀裂紋
3.15.5 放射狀裂紋
3.15.6 錶麵裂紋
3.15.7 橫嚮裂紋
3.15.8 底部裂紋
3.15.9 澆口裂紋
3.15.10 晶間裂紋
3.15.11 側麵裂紋
3.16 冷隔
3.16.1 宏觀組織特徵
3.16.2 顯微組織特徵
3.16.3 形成機理
3.16.4 防止措施
3.16.5 冷隔對製品性能的影響
3.17 斷流冷隔
3.18 竹節
3.19 拉痕和拉裂
3.19.1 組織特徵
3.19.2 形成機理
3.19.3 防止措施
3.19.4 拉痕和拉裂對製品性能的影響
3.20 竪道皺褶
3.21 彎麯
3.21.1 形成原因及防止措施
3.21.2 對製品性能的影響
3.22 偏心
3.22.1 形成原因及防止措施
3.22.2 對製品性能的影響
3.23 尺寸不符
3.24 周期性波紋
3.25 樅樹組織
3.25.1 樅樹組織的宏觀組織特徵
3.25.2 樅樹組織的顯微組織特徵
3.25.3 樅樹組織的形成機理
3.25.4 樅樹組織的防止措施
3.26 錶麵氣泡
3.26.1 宏觀組織特徵
3.26.2 顯微組織特徵
3.26.3 形成機理
3.26.4 錶麵氣泡防止措施
3.26.5 錶麵氣泡對製品性能的影響
4 鋁閤金管、棒、型、綫材缺陷分析與質量控製
4.1 擠壓工序的主要缺陷分析及質量控製方法
4.1.1 縮尾
4.1.2 粗晶環
4.1.3 成層
4.1.4 焊閤不良
4.1.5 擠壓裂紋
4.1.6 氣泡
4.1.7 起皮
4.1.8 劃傷
4.1.9 磕碰傷
4.1.10 擦傷
4.1.11 模痕
4.1.12 扭擰、彎麯、波浪
4.1.13 硬彎
4.1.14 麻麵(錶麵粗鏈)
4.1.15 金屬壓入
4.1.16 非金屬壓入
4.1.17 錶麵腐燭
4.1.18 橘皮
4.1.19 凹凸不平
4.1.20 振紋
4.1.21 夾雜
4.1.22 水痕
4.1.23 間隙(平麵間隙)
4.1.24 壁厚不均
4.1.25 擴(並)口
4.1.26 矯直痕
4.1.27 停車痕、瞬間印痕、咬痕
4.1.28 內錶麵擦傷
4.1.29 力學性能不閤格
4.1.30 鋁閤金熱擠壓無縫管材(厚壁管、異形管) 常見缺陷分析
……
5 鋁閤金闆、帶、箔材缺陷分析與質量控製
6 鋁閤金鍛件的缺陷分析與質量控製
7 鋁閤金加工材熱處理、精整和檢查工序的缺陷分析與質量控製
8 其他鋁閤金加工材料的缺陷分析與質量控製舉例
參考文獻
精彩書摘
用塑性成形法加工鋁及鋁閤金半成品的生産方式主要有平輥軋製法、型輥軋製法、擠壓法、拉拔法、鍛造法和冷衝法等。
(1)平輥軋製法。主要産品有熱軋厚闆、中厚闆材、熱軋(熱連軋)帶捲、連鑄連軋闆捲、連鑄軋闆捲、冷軋帶捲、冷軋闆片、光亮闆、圓片、彩色鋁捲或鋁闆、鋁箔捲等。
(2)型輥軋製法。主要産品有熱軋棒和鋁杆;冷軋棒;異形材和異形棒材;冷軋管材和異形管;瓦楞闆(壓型闆)和花紋闆等。
(3)熱擠壓和冷擠壓法。主要産品有管材、棒材、型材、綫材及各種復閤擠壓材。
(4)冷軋和冷拉拔法。主要産品有棒材和異形棒材;管材和異形管材;型材;綫材等。
(5)鍛造法。主要産品有自由鍛件和模鍛件。
(6)冷衝法。主要産品有各種形狀的切片、深拉件、冷彎件等。
1.1.2.3 按産品形狀分類
鋁及鋁閤金材料按産品形狀分類如下:
(1)鑄件。各種鑄造方法生産的鑄件可分為圓盤形的、桶形的、管狀的、平闆形的和異形的鋁及鋁閤金鑄件。
(2)塑性加工成形半成品。主要可分為闆材、帶材、條材、箔材、管材、棒材、型材、綫材、鍛件和模鍛件、冷壓件等。
……
前言/序言
圖書簡介:先進高分子材料的結構、性能與應用前沿 本書聚焦於高分子材料科學與工程領域的前沿進展,深入探討瞭結構設計、性能調控、加工工藝以及在特定高科技領域的應用實例。全書內容圍繞如何通過分子層麵的設計和精確控製,實現材料性能的優化與突破,特彆強調瞭新型功能高分子材料的開發與應用潛力。 --- 第一部分:高分子結構與性能的精細調控 本部分係統梳理瞭高分子材料的基礎理論,並著重剖析瞭影響材料宏觀性能的微觀結構因素。 第一章:高分子鏈構象與熱力學 本章從統計力學的角度齣發,詳細闡述瞭理想鏈、真實鏈模型的建立與應用。重點討論瞭鏈段運動、玻璃化轉變溫度(Tg)和熔點(Tm)的分子機製,以及溶脹、溶解平衡中的熵和焓效應。內容涵蓋瞭不同分子量分布對材料加工性能和最終力學性能的影響,並引入瞭先進的計算機模擬方法(如濛特卡洛模擬和分子動力學模擬)在預測高分子熱力學行為中的應用。 第二章:聚閤物的結晶與非晶態行為 深入研究瞭聚閤物的結晶過程,包括成核理論(一級、二級成核)和晶體生長動力學。詳細分析瞭球晶的形成、取嚮及其對材料光學和力學性能(如拉伸強度、韌性)的影響。對於非晶態區域,本章探討瞭自由體積理論、鬆弛過程(如α、β弛豫)及其與材料的粘彈性行為的內在聯係。通過差示掃描量熱法(DSC)、動態熱機械分析(DMA)等錶徵手段,指導讀者如何精確量化這些結構特徵。 第三章:高分子復閤材料的界麵科學 復閤材料是現代工程材料的核心發展方嚮。本章側重於高分子基復閤材料的界麵粘結機製。詳細分析瞭無機填料(如納米顆粒、縴維)與高分子基體之間的物理和化學相互作用。討論瞭錶麵改性技術(如偶聯劑處理、接枝共聚)如何增強界麵傳遞效率,從而實現納米復閤材料的超常規性能增強。內容包括流變學在填料分散評估中的應用,以及界麵缺陷對疲勞壽命的決定性作用。 第四章:高分子光電性能與響應材料 本章聚焦於功能性高分子,特彆是那些具備特殊電學、光學或響應特性的材料。深入探討瞭導電高分子(如聚苯胺、聚吡咯)的摻雜機製和電荷傳輸模型。對於光響應材料,詳細闡述瞭光緻異構化、光交聯和光緻形變機理,並展示瞭它們在光刻膠、光電子器件和形狀記憶聚閤物中的應用。 --- 第二部分:先進高分子加工與性能優化技術 本部分將理論與工程實踐相結閤,介紹實現復雜結構和高性能材料的現代加工技術。 第五章:高分子加工過程中的流變學控製 流變學是理解和控製高分子加工過程(如擠齣、注塑、拉伸)的關鍵。本章詳細闡述瞭聚閤物熔體的非牛頓行為,包括剪切速率、溫度和分子量對粘度和模量的影響。重點分析瞭聚閤物加工中常見的現象,如熔體破裂、應力鬆弛和取嚮誘導的各嚮異性。通過引入先進的流變模型(如Cross-WLF模型、Giesekus模型),指導工程師優化工藝參數以避免缺陷。 第六章:反應性加工與原位聚閤技術 介紹瞭在加工過程中同步進行化學反應的技術,如反應性擠齣和原位聚閤。這使得在一步操作中實現聚閤、共混和功能化成為可能。內容包括反應性增容劑的閤成與應用、反應性共混(Reactive Blending)中的嵌段共聚物形成,以及如何利用原位反應控製納米填料的錶麵化學環境。本章強調瞭反應動力學與混閤效率之間的耦閤關係。 第七章:薄膜與縴維的拉伸與定嚮技術 薄膜和縴維的性能高度依賴於其分子鏈的取嚮程度。本章係統介紹瞭吹塑、流延、乾/濕法紡絲等技術。核心內容在於拉伸誘導的分子鏈定嚮和結晶過程。通過X射綫衍射(XRD)和拉曼光譜技術,量化瞭取嚮度、結晶度和雙軸/單軸拉伸對材料最終力學性能(如拉伸強度、模量)的提升效果。 第八章:高分子材料的長期穩定性與老化機製 材料的可靠性依賴於其長期穩定性。本章深入剖析瞭高分子材料的熱氧化降解、光降解(光氧化)和水解機製。詳細介紹瞭不同類型的抗氧化劑、紫外綫吸收劑和光穩定劑的作用機理,以及它們如何通過自由基捕獲或能量猝滅來延長材料使用壽命。同時,討論瞭加速老化測試(如氙燈老化、高濕高熱測試)的有效性與局限性。 --- 第三部分:新型功能高分子材料的結構設計與應用 本部分探討瞭為特定功能而設計的新型高分子體係,這些材料是解決未來工程挑戰的關鍵。 第九章:生物醫用與可降解聚閤物 本章專注於具有生物相容性和可控降解速率的聚閤物,如聚乳酸(PLA)、聚己內酯(PCL)及其共聚物。重點分析瞭降解動力學如何受聚閤度、結晶度和水解環境影響。討論瞭這些材料在藥物控釋載體、組織工程支架和可吸收植入物中的設計原則和性能要求。 第十章:高性能工程塑料的分子設計 涵蓋瞭聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亞胺(PI)等超高性能塑料的分子結構特徵。闡述瞭如何通過引入剛性芳香環、優化分子間作用力來提高其耐高溫性、耐化學性和機械強度。討論瞭如何通過共聚策略來平衡加工性與最終性能,例如引入柔性鏈段以降低Tg,從而改善PI的脆性問題。 第十一部:自修復與智能高分子係統 本章展望瞭高分子材料的“自適應”能力。詳細介紹瞭基於可逆化學鍵(如氫鍵、動態共價鍵、金屬配位鍵)實現的自修復材料的設計原理。探討瞭形狀記憶聚閤物(SMPs)中“固定”與“恢復”過程的分子基礎,以及其在軟機器人、可穿戴設備中的應用潛力。 第十二-十二章:高分子材料的先進錶徵技術與計算化學 本章作為總結和工具篇,介紹瞭在材料研發中不可或缺的先進分析手段,包括高分辨透射電鏡(HRTEM)在納米結構分析中的應用、固態核磁共振(SSNMR)對局部結構和動力學的揭示。同時,介紹瞭密度泛函理論(DFT)和粗粒化分子動力學模擬在預測反應能壘、優化分子結構和理解宏觀性能之間的橋梁作用。 本書結構嚴謹,內容前沿,是高分子材料科學專業學生、科研人員及從事高性能聚閤物研發的工程師必備的參考手冊。