基本介紹
內容簡介
謝水生編著的《有色金屬材料的控制加工(精)/有色金屬理論與技術前沿叢書》分析和討論了有色金屬材料加工成形及工藝參數的控制，闡述了有色金屬材料加工過程中的組織和性能控制。 全書分四部分17章：第一部分，即第1章為概述；第二部分由第2～10章組成，為有色金屬材料的形狀控制加工，分別闡述了有色金屬材料的形狀分類及控制加工方法、軋制(平軋)、擠壓、拉伸(拔)、鍛造、衝壓、軋管、旋壓和其他加工方法在加工成形有色金屬材料時的變形特點及主要控制參數；第三部分由第11～15章組成，為有色金屬材料的組織與性能控制，分別闡述了4種最常用有色金屬鋁及鋁合金、銅及銅合金、鈦及鈦合金、鎂及鎂合金的組織性能特點與加工成形中的主要控制參數；第四部分為第16、17章，在簡要介紹數值模擬技術的基礎上，進一步闡述了數值模擬技術在有色金屬加工過程中的套用。 《有色金屬材料的控制加工(精)/有色金屬理論與技術前沿叢書》可作為高等院校金屬材料加工工程專業和材料成形與控制工程專業本科生、研究生的教學參考書，也可供材料科學與工程專業師生以及從事金屬塑性加工工作的科技人員參考。
作者簡介
謝水生，北京有色金屬研究總院教授、博士生導師。現任有色金屬材料製備加工國,家重點實驗室總工。1968年畢業於南昌大學（原江西工學院）壓力加工專業，1982年於北京有色金屬研究總院獲得材料專業工學碩士學位，1986年4月於清華大學金屬塑性加T.專業獲工學博士學位。1990—1991年在澳大利亞Monash大學訪問學者，1995年新加坡國立大學高級訪問學者。1993年被批准享受國務院政府特殊津貼。
社會兼職：南昌大學、燕山大學、江西理工大學、河南理工大學兼職教授；中國有色金屬學會理事，合金加工學術委員會主任；中國機械工程學會北京市機械工程學會理事，壓力加工學會主任；中國機械工程學會塑性加工學會理事，半固態加工學術委員會副主任；國家自然科學基金第十二、十三屆工程與材料學部專家；"稀有金屬"、"塑性工程學報"、"鍛壓技術"、"有色金屬再生與套用"編輯委員會委員。
承擔並負責："高技術863"課題7項；"國家自然科學基金資助"課題9項；國家攻關課題6項；國家支撐計畫項目2項；國際合作課題2項。已獲得國家專利30餘項，國家科學技術進步二等獎一項、部級一等獎6項、二等獎9項、三等獎5項、四等獎多項，並在國內外刊物上發表論文300餘篇。出版著作23部。指導和培養碩士、博士研究生和博士後30餘名。
劉相華，1953年9月生，東北大學教授，博士生導師。曾任東北大學研究院常務副院長，軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室主任。兼任中國汽車工程學會理事、中國金屬學會軋鋼學會理事、遼寧省塑性工程學會理事長。主要從事金屬成形理論、工藝、設備、自動化等方面的研究，獲得國家技術發明二等獎1項，國家科學進步二等獎3項，省部級科技獎勵35項。出版學術著作10部。發表研究論文被SCI收錄300多篇，被引用7600多篇次。指導的研究生中，有96人獲得博士學位，86人獲得碩士學位。
圖書目錄
第1章 概述 1
1.1 有色金屬材料的基本特點 1
1.2 有色金屬材料的基本要求 2
1.3 控制加工的意義 3
1.4 控制加工的主要方法 3
第一篇 有色金屬材料的形狀控制加工
第2章 有色金屬材料的形狀分類及控制加工方法 7
2.1 材料的形狀與加工方法的關係 7
2.2 材料的形狀特點及分類 8
2.2.1 板、 帶、 箔材的形狀特點及分類 8
2.2.2 管材的形狀特點及分類 9
2.2.3 棒線線的形狀特點及分類 10
2.2.4 型材的形狀特點及分類 11
2.2.5 鍛件的形狀特點及分類 12
2.3 加工前坯料的製備 14
2.3.1 合金鑄錠（坯）質量的要求 14
2.3.2 合金熔體的製備 15
2.3.3 坯料的鑄造 16
第3章 軋制(平軋) 30
3.1 軋制的基本原理及特點 30
3.1.1 軋制的基本特點 30
3.1.2 軋制過程的建立 31
3.1.3 軋制時的前滑與後滑 34
3.1.4 沿軋件斷面高向的變形不均勻性 36
3.1.5 軋製件的橫向變形（寬展） 38
3.2 軋制過程的變形指數及幾何參數 39
3.2.1 軋制過程的變形指數 39
3.2.2 軋制變形區的幾何參數 40
3.3 軋制（平軋）的主要控制參數 41
3.3.1 鑄錠（坯料）加熱溫度、 速度及時間的控制 41
3.3.2 熱軋溫度的確定 42
3.3.3 熱軋速度 43
3.3.4 熱軋壓下制度 43
3.3.5 冷軋壓下制度 44
3.3.6 冷軋張力 46
3.3.7 厚度控制 47
3.3.8 板形控制 49
3.3.9 冷軋制時的摩擦與潤滑 52
第4章 擠壓 54
4.1 擠壓的特點及分類 54
4.1.1 擠壓的特點 54
4.1.2 擠壓方法的分類 54
4.1.3 幾種常用的擠壓方法 55
4.2 擠壓的金屬流動特性、 應力及應變狀態 56
4.2.1 擠壓時金屬流動特性 56
4.2.2 擠壓金屬的應力-應變狀態 57
4.3 擠壓的主要控制參數 59
4.3.1 擠壓係數的選擇 59
4.3.2 模孔個數的選擇 60
4.3.3 模具類型的選擇 61
4.3.4 擠壓筒直徑的選擇 61
4.3.5 幾何廢料尺寸的確定 61
4.3.6 擠壓溫度的選擇 62
4.3.7 擠壓速度的選擇 65
4.3.8 擠壓工模具的選擇 68
4.3.9 擠壓潤滑的選擇 70
第5章 拉伸（拔） 72
5.1 拉伸的特點及分類 72
5.1.1 拉伸的特點 72
5.1.2 拉伸的分類 73
5.1.3 拉伸的主要變形參數 75
5.2 拉伸變形的應力與應變分析 76
5.2.1 圓棒拉伸變形的應力與變形 76
5.2.2 管材拉伸時的應力與變形 79
5.2.3 實現拉伸的基本條件 91
5.3 拉伸前的準備 92
5.3.1 夾頭製作 92
5.3.2 退火 94
5.3.3 刮皮和去毛刺 97
5.4 拉伸的主要控制參數 98
5.4.1 毛料（坯）尺寸偏差的控制 98
5.4.2 線材加工率（延伸率）的確定（配模） 98
5.4.3 空拉圓管的變形量的確定（配模） 100
5.4.4 芯頭拉伸管材變形量的確定（配模） 103
5.4.5 拉伸潤滑 108
第6章 鍛造 110
6.1 鍛造的特點及分類 110
6.1.1 鍛造的特點 110
6.1.2 鍛造的分類 111
6.2 鍛造成形的金屬流動及應力-應變 114
6.2.1 鐓粗 114
6.2.2 拔長 116
6.2.3 沖孔 120
6.2.4 擴孔 121
6.2.5 彎曲 123
6.2.6 模鍛 123
6.3 鍛造的主要參數控制 125
6.3.1 鍛造加熱溫度及範圍的控制 125
6.3.2 加熱方式的選擇 131
6.3.3 自由鍛造的主要參數選擇 134
6.3.4 模鍛的主要參數選擇與控制 137
6.3.5 鍛造過程中的摩擦與潤滑條件選擇 148
第7章 衝壓 155
7.1 衝壓的特點及分類 155
7.2 衝壓變形及受力分析 158
7.2.1 沖裁變形及受力分析 158
7.2.2 彎曲變形及受力分析 161
7.2.3 拉深變形及受力分析 166
7.3 衝壓變形的主要工藝參數確定與控制 170
7.3.1 沖裁主要參數選擇與控制 170
7.3.2 彎曲主要參數選擇與控制 175
7.3.3 拉深主要參數選擇與控制 181
第8章 軋管 194
8.1 軋管的特點及分類 194
8.1.1 軋管的特點 194
8.1.2 冷軋管機的分類 194
8.2 管材軋制變形及受力 195
8.2.1 二輥式冷軋管的變形過程 195
8.2.2 二輥式冷軋管的應力-應變狀態 199
8.2.3 三輥式冷軋管 202
8.2.4 冷軋管時的力及其計算 202
8.3 管材軋制的主要控制參數 207
8.3.1 管坯的準備與質量要求 207
8.3.2 軋管工藝的確定 213
第9章 旋壓 217
9.1 旋壓的特點和分類 217
9.1.1 普通旋壓 217
9.1.2 強力旋壓 218
9.2 旋壓變形及受力分析 219
9.2.1 變薄旋壓 219
9.2.2 強力旋壓 219
9.3 旋壓變形的主要控制參數 222
9.3.1 坯料的準備 222
9.3.2 旋壓工藝參數的控制 222
第10章 其他加工方法 226
10.1 連續擠壓 226
10.1.1 連續擠壓的基本原理及特點 226
10.1.2 連續擠壓的工藝流程及設備 228
10.1.3 連續擠壓加工成形的關鍵技術控制 229
10.2 旋轉鍛造 231
10.2.1 旋鍛的特點及工作原理 231
10.2.2 旋鍛的基本分類及套用 232
10.3 層狀金屬複合材加工技術 233
10.3.1 熱壓複合 233
10.3.2 軋制複合 234
10.3.3 爆炸複合 234
10.3.4 液－固相軋制複合 235
第二篇 有色金屬材料的組織與性能控制
第11章 有色金屬特點及其組織性能控制方法 239
11.1 有色金屬特點 239
11.2 有色金屬組織性能的特點 241
11.3 有色金屬的組織性能控制方法 241
11.3.1 有色金屬的合金化 241
11.3.2 有色金屬的熱處理 242
11.3.3 表面處理 243
第12章 鋁與鋁合金組織性能的特點及控制 244
12.1 鋁及鋁合金的基本性質 244
12.1.1 鋁的物理性質 244
12.1.2 鋁的化學性質 245
12.1.3 鋁及鋁合金的分類 246
12.2 鋁及鋁合金組織特點 251
12.2.1 鋁合金的強化 251
12.2.2 鋁合金的鑄態組織 253
12.2.3 鋁合金的熱處理 254
12.2.4 鋁合金中的析出物及其形態 257
12.3 鋁及鋁合金的性能及控制 264
12.3.1 變形鋁合金的性能及控制 264
12.3.2 鑄造鋁合金的性能及控制 284
12.4 高強高韌鋁合金開發 287
12.4.1 7×××系高強高韌鋁合金 287
12.4.2 鋁鋰合金的強韌性控制 289
第13章 銅及銅合金組織性能的特點及控制 291
13.1 銅及銅合金性能及分類 291
13.1.1 物理性質 291
13.1.2 化學性質 293
13.1.3 金屬學特徵 295
13.1.4 銅及銅合金分類 296
13.2 黃銅的組織、 性能與控制 296
13.2.1 銅鋅合金組織 297
13.2.2 銅鋅合金性能與控制 299
13.3 青銅的組織、 性能與控制 303
13.3.1 錫青銅的組織、 性能與控制 304
13.3.2 鋁青銅的組織、 性能與控制 308
13.3.3 鈹青銅的組織、 性能與控制 311
13.4 白銅的組織、 性能與控制 313
13.5 新型銅合金開發 316
13.5.1 彌散強化型高導電銅合金 316
13.5.2 銅基形狀記憶合金 318
13.5.3 球焊銅絲 319
第14章 鈦與鈦合金組織性能的特點及控制 321
14.1 鈦的基本特性 321
14.1.1 鈦的化學性能 321
14.1.2 鈦的物理性能 322
14.1.3 鈦的力學性能 323
14.2 鈦合金的分類及組織性能 324
14.2.1 鈦合金的分類及牌號 324
14.2.2 鈦合金中合金元素及組織性能 326
14.3 鈦合金的組織性能及控制 329
14.3.1 α型鈦合金組織性能特點及性能控制 329
14.3.2 α+β型鈦合金組織性能特點及性能控制 330
14.3.3 β型鈦合金組織性能特點及性能控制 331
14.4 鈦鋁金屬間化合物 336
14.4.1 γ鈦鋁化合物 336
14.4.2 有序斜方晶系鈦鋁化合物 340
第15章 鎂與鎂合金組織性能的特點及控制 344
15.1 鎂及鎂合金的基本特性及分類 344
15.1.1 鎂的基本性質 344
15.1.2 鎂合金的特點 345
15.1.3 鎂合金的分類 346
15.1.4 鎂合金的牌號與化學成分 347
15.2 鑄造鎂合金的組織、 性能及控制 351
15.2.1 AZ系鑄造鎂合金的組織、 性能及控制 352
15.2.2 AM系鑄造鎂合金的組織、 性能及控制 354
15.2.3 AS系鑄造鎂合金的組織、 性能及控制 357
15.2.4 AE系鑄造鎂合金的組織、 性能及控制 360
15.3 變形鎂合金的組織、 性能及控制 362
15.3.1 AZ系變形鎂合金的組織、 性能及控制 364
15.3.2 ZK系變形鎂合金的組織、 性能及控制 369
第三篇 數值模擬技術在控制加工中的套用
第16章 數值模擬技術及在控制加工中的意義 377
16.1 有限單元法數值模擬技術 377
16.1.1 有限單元法的基本思想 377
16.1.2 有限單元法求解的幾個步驟及基本流程 377
16.2 金屬塑性成形過程的數值模擬 378
16.2.1 金屬塑性變形的基本理論 379
16.2.2 幾種塑性有限元法 380
16.3 數值模擬在控制加工中的意義 383
第17章 數值模擬在控制加工中的套用 384
17.1 軋製成形過程的數值模擬實例 384
17.1.1 蛇形軋制超厚板的數值模擬研究 384
17.1.2 平軋過程的數值模擬研究 389
17.2 擠壓成形過程的數值模擬實例 391
17.2.1 5種不同型線凹模擠壓過程的數值模擬 391
17.2.2 擠壓導流室設計對薄壁型材出口速度的影響 394
17.2.3 蝶形模擠壓過程數值模擬研究 403
17.2.4 大型車輛鋁型材擠壓分流模的最佳化設計 410
17.3 連續擠壓過程數值模擬實例 420
17.4 鍛造變形過程的數值模擬實例 427
17.4.1 開式模鍛的變形模擬 427
17.4.2 閉式模鍛的變形模擬 428
17.4.3 火車車輪成形過程的數值模擬 431
參考文獻 433
