鑄件形成理論基礎(chǔ)

1、 鑄件形成理論基礎(chǔ) 本課程主要內(nèi)容本課程主要內(nèi)容 1 1、液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)、液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 2 2、鑄件凝固過(guò)程中的傳熱及液體流動(dòng)、鑄件凝固過(guò)程中的傳熱及液體流動(dòng) 3 3、液態(tài)金屬凝固熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)、液態(tài)金屬凝固熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué) 4 4、單相及多相合金的凝固、單相及多相合金的凝固 5 5、鑄件宏觀組織及其控制、鑄件宏觀組織及其控制 6 6、縮孔與縮松、縮孔與縮松 7 7、成分偏析、成分偏析 8 8、氣孔與夾雜物、氣孔與夾雜物 9 9、鑄造應(yīng)力、變形及裂紋、鑄造應(yīng)力、變形及裂紋 本課程的性質(zhì)本課程的性質(zhì) 本課程是一門本課程是一門專業(yè)基礎(chǔ)理論課專業(yè)基礎(chǔ)理論課，是材料工程，是材料工程類專業(yè)的

2、必修課程。類專業(yè)的必修課程。 本課程的任務(wù)是闡明金屬?gòu)囊簯B(tài)到固態(tài)轉(zhuǎn)變本課程的任務(wù)是闡明金屬?gòu)囊簯B(tài)到固態(tài)轉(zhuǎn)變過(guò)程中的基本規(guī)律和內(nèi)在聯(lián)系，以及從液態(tài)到過(guò)程中的基本規(guī)律和內(nèi)在聯(lián)系，以及從液態(tài)到固態(tài)轉(zhuǎn)變過(guò)程中影響金屬性能和鑄件質(zhì)量的一固態(tài)轉(zhuǎn)變過(guò)程中影響金屬性能和鑄件質(zhì)量的一些基本因素。些基本因素。 本課程的本課程的理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ) 物理化學(xué)、金屬學(xué)原理、冶金原理、流體力物理化學(xué)、金屬學(xué)原理、冶金原理、流體力學(xué)與傳熱學(xué)等。學(xué)與傳熱學(xué)等。 考考 核核 方方 法法 平時(shí)成績(jī)平時(shí)成績(jī): 20% (: 20% (包括：實(shí)驗(yàn)、出勤及作業(yè)包括：實(shí)驗(yàn)、出勤及作業(yè)) ) 期末考試期末考試: 80%: 80% 緒緒 論論

3、0.10.1金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形的概念和特點(diǎn)的概念和特點(diǎn)u金屬液態(tài)成形概念金屬液態(tài)成形概念 金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形（又稱鑄造），是指將熔融金（又稱鑄造），是指將熔融金屬（合金）在屬（合金）在重力場(chǎng)重力場(chǎng)或其他或其他外力場(chǎng)外力場(chǎng)（壓力、離（壓力、離心力、電磁力、振動(dòng)慣性力等）作用下澆入一心力、電磁力、振動(dòng)慣性力等）作用下澆入一定鑄型中，冷卻并凝固而獲得具有型腔形狀制定鑄型中，冷卻并凝固而獲得具有型腔形狀制品的成形方法。液態(tài)金屬凝固成形所獲得的制品的成形方法。液態(tài)金屬凝固成形所獲得的制品稱之為品稱之為鑄件鑄件。金屬液態(tài)成形工藝流程金屬液態(tài)成形工藝流程煉鋼煉鋼 澆注澆注 鑄件鑄件典型鑄件缸蓋缸

4、蓋缸體缸體排氣管排氣管u液態(tài)金屬成形特點(diǎn)液態(tài)金屬成形特點(diǎn)1 1、適應(yīng)性強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng) 對(duì)任何大小的零件，從幾克重到幾百噸的零對(duì)任何大小的零件，從幾克重到幾百噸的零件；從僅件；從僅0.2mm0.2mm的薄壁零件，到數(shù)米厚度零件；的薄壁零件，到數(shù)米厚度零件；從小到幾毫米，大到幾十米的零件；從形狀簡(jiǎn)單從小到幾毫米，大到幾十米的零件；從形狀簡(jiǎn)單到任意復(fù)雜的零件都可以通過(guò)鑄造方法制造出來(lái)。到任意復(fù)雜的零件都可以通過(guò)鑄造方法制造出來(lái)。 2 2、適用材料范圍廣泛、適用材料范圍廣泛 不僅金屬材料，幾乎所有工程材料，如陶瓷、不僅金屬材料，幾乎所有工程材料，如陶瓷、有機(jī)高分子、復(fù)合材料等，特別是脆性材料都可有機(jī)高分

5、子、復(fù)合材料等，特別是脆性材料都可采用液態(tài)成形技術(shù)。采用液態(tài)成形技術(shù)。 3 3、成本低、成本低 鑄件的形狀及尺寸與零件非常接近，因此可減鑄件的形狀及尺寸與零件非常接近，因此可減少材料消耗和后續(xù)加工量；少材料消耗和后續(xù)加工量； 可以大量利用廢、舊金屬材料和再生資源；可以大量利用廢、舊金屬材料和再生資源； 易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率較高。易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)，生產(chǎn)效率較高。 金屬液態(tài)成形的基本過(guò)程是金屬液態(tài)成形的基本過(guò)程是充填鑄型充填鑄型和和冷卻凝冷卻凝固固。 液態(tài)金屬的充型過(guò)程是鑄件形成的第一個(gè)階段液態(tài)金屬的充型過(guò)程是鑄件形成的第一個(gè)階段。許多鑄造缺陷都是在充型不利的情況下產(chǎn)生的。許多鑄造缺陷都

6、是在充型不利的情況下產(chǎn)生的。因此，了解并控制充型過(guò)程是獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的因此，了解并控制充型過(guò)程是獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的重要條件。重要條件。 凝固是鑄成形過(guò)程的核心凝固是鑄成形過(guò)程的核心，它決定著鑄件的凝，它決定著鑄件的凝固組織和鑄造缺陷的形成，因而也決定了鑄件的固組織和鑄造缺陷的形成，因而也決定了鑄件的內(nèi)在質(zhì)量和力學(xué)性能。內(nèi)在質(zhì)量和力學(xué)性能。 這兩個(gè)基本過(guò)程在各種不同條件下完成，形成這兩個(gè)基本過(guò)程在各種不同條件下完成，形成多種鑄造技術(shù)與凝固技術(shù)多種鑄造技術(shù)與凝固技術(shù)。l幾乎所有的金屬及合金在成為被人們使用的工幾乎所有的金屬及合金在成為被人們使用的工件或器件以前都要經(jīng)過(guò)件或器件以前都要經(jīng)過(guò)凝固凝固階段。階

7、段。l凝固理論的主要應(yīng)用凝固理論的主要應(yīng)用- -金屬液態(tài)成形金屬液態(tài)成形是一種非是一種非常經(jīng)濟(jì)的成形方法。常經(jīng)濟(jì)的成形方法。 0.20.2凝固成形的基本問(wèn)題和發(fā)展概況凝固成形的基本問(wèn)題和發(fā)展概況1.1.基本問(wèn)題基本問(wèn)題l 凝固組織的形成與控制凝固組織的形成與控制l 鑄造缺陷的防止與控制鑄造缺陷的防止與控制l 鑄件尺寸精度與表面粗糙度控制鑄件尺寸精度與表面粗糙度控制l 凝固組織的形成與控制凝固組織的形成與控制 控制鑄件的控制鑄件的凝固組織凝固組織是凝固成形中的一個(gè)基本是凝固成形中的一個(gè)基本問(wèn)題。目前已建立了許多控制組織的方法，如問(wèn)題。目前已建立了許多控制組織的方法，如孕育處理孕育處理、動(dòng)態(tài)結(jié)晶動(dòng)

8、態(tài)結(jié)晶、定向凝固定向凝固等。等。l鑄造缺陷的防止與控制鑄造缺陷的防止與控制 縮孔、縮松；偏析缺陷；熱裂；氣孔等。還有縮孔、縮松；偏析缺陷；熱裂；氣孔等。還有許多缺陷，如夾雜物、冷隔等，出現(xiàn)在填充過(guò)許多缺陷，如夾雜物、冷隔等，出現(xiàn)在填充過(guò)程中。它們不僅與合金種類有關(guān)，而且，還與程中。它們不僅與合金種類有關(guān)，而且，還與具體成形工藝有關(guān)。具體成形工藝有關(guān)。l 鑄件尺寸精度與表面粗糙度控制鑄件尺寸精度與表面粗糙度控制 鑄件尺寸精度鑄件尺寸精度和和表面粗糙度表面粗糙度由于受到諸多因素由于受到諸多因素（如鑄型尺寸精度及型腔表面粗糙度、液體金（如鑄型尺寸精度及型腔表面粗糙度、液體金屬與鑄型表面的反應(yīng)、凝固熱

9、應(yīng)力、凝固收縮屬與鑄型表面的反應(yīng)、凝固熱應(yīng)力、凝固收縮等）的影響和制約，控制難度很大。等）的影響和制約，控制難度很大。2.2.發(fā)展概況發(fā)展概況l金屬凝固理論的發(fā)展金屬凝固理論的發(fā)展l凝固技術(shù)的發(fā)展凝固技術(shù)的發(fā)展l計(jì)算機(jī)的應(yīng)用計(jì)算機(jī)的應(yīng)用l金屬凝固理論的發(fā)展金屬凝固理論的發(fā)展 近四十年來(lái)，從傳熱、傳質(zhì)和固近四十年來(lái)，從傳熱、傳質(zhì)和固液界面三個(gè)液界面三個(gè)方面進(jìn)行研究，使金屬凝固理論有了很大的發(fā)方面進(jìn)行研究，使金屬凝固理論有了很大的發(fā)展，例如：建立了展，例如：建立了鑄件冷卻速度和晶粒度以及鑄件冷卻速度和晶粒度以及晶粒度與力學(xué)性能之間的一些函數(shù)關(guān)系晶粒度與力學(xué)性能之間的一些函數(shù)關(guān)系，為控，為控制鑄造工

10、藝參數(shù)和鑄件力學(xué)性能創(chuàng)造了條件。制鑄造工藝參數(shù)和鑄件力學(xué)性能創(chuàng)造了條件。l凝固技術(shù)的發(fā)展凝固技術(shù)的發(fā)展 典型代表就是典型代表就是定向凝固技術(shù)定向凝固技術(shù)、快速凝固技術(shù)快速凝固技術(shù)和和復(fù)合材料復(fù)合材料的獲得。此外，還有的獲得。此外，還有金屬半固態(tài)成形金屬半固態(tài)成形技術(shù)技術(shù)等。等。 高溫合金葉片高溫合金葉片單晶單晶定向凝固柱狀晶定向凝固柱狀晶等軸多晶體等軸多晶體l計(jì)算機(jī)的應(yīng)用計(jì)算機(jī)的應(yīng)用 鑄件充型凝固過(guò)程計(jì)算機(jī)模擬鑄件充型凝固過(guò)程計(jì)算機(jī)模擬仿真仿真技術(shù)；技術(shù)； 快速成形技術(shù)；快速成形技術(shù)； 過(guò)程和設(shè)備運(yùn)行的計(jì)算機(jī)控制。過(guò)程和設(shè)備運(yùn)行的計(jì)算機(jī)控制。 充型充型- -凝固過(guò)程數(shù)值模擬凝固過(guò)程數(shù)值模擬 溫

11、度場(chǎng)模擬溫度場(chǎng)模擬 應(yīng)力場(chǎng)模擬應(yīng)力場(chǎng)模擬a) b)a) b)應(yīng)力分布的模擬結(jié)果應(yīng)力分布的模擬結(jié)果a)a)原設(shè)計(jì)方案原設(shè)計(jì)方案 b) b) 重新設(shè)計(jì)的方案重新設(shè)計(jì)的方案 鑄件微觀組織模擬鑄件微觀組織模擬石墨大小分布情況石墨大小分布情況 布氏硬度分布情況布氏硬度分布情況 晶體生長(zhǎng)情況模擬晶體生長(zhǎng)情況模擬 定向凝固葉片中晶粒生長(zhǎng)情況模擬定向凝固葉片中晶粒生長(zhǎng)情況模擬 單晶生長(zhǎng)模擬單晶生長(zhǎng)模擬0.30.3我國(guó)鑄造的地位、成就和歷史回顧我國(guó)鑄造的地位、成就和歷史回顧 一一. .我國(guó)鑄造行業(yè)的重要地位我國(guó)鑄造行業(yè)的重要地位 鑄造行業(yè)是裝備制造業(yè)的主要組成部分，對(duì)國(guó)鑄造行業(yè)是裝備制造業(yè)的主要組成部分，對(duì)國(guó)民

12、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起重要作用。機(jī)械、汽車、電力、民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起重要作用。機(jī)械、汽車、電力、冶金、石化、航空、航天、國(guó)防造船及家用電器冶金、石化、航空、航天、國(guó)防造船及家用電器等各行業(yè)都離不開鑄造。等各行業(yè)都離不開鑄造。 近年來(lái)，我國(guó)鑄造業(yè)有了很大的發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)鑄造業(yè)有了很大的發(fā)展。鑄件年鑄件年產(chǎn)量達(dá)到產(chǎn)量達(dá)到32003200萬(wàn)噸，占世界的萬(wàn)噸，占世界的36%36%，連續(xù)多年位，連續(xù)多年位居世界第一。居世界第一。加入加入WTOWTO以后，中國(guó)成為國(guó)際上重以后，中國(guó)成為國(guó)際上重要的鑄件生產(chǎn)基地。要的鑄件生產(chǎn)基地。二二. .我國(guó)鑄造行業(yè)的巨大成就我國(guó)鑄造行業(yè)的巨大成就u二重集團(tuán)公司成功地鑄造了世界最大

13、的軋機(jī)鑄二重集團(tuán)公司成功地鑄造了世界最大的軋機(jī)鑄件，鋼液總質(zhì)量達(dá)件，鋼液總質(zhì)量達(dá)730730噸，鑄件重約噸，鑄件重約400400噸。噸。u哈爾濱電站設(shè)備集團(tuán)公司成功制造出鑄焊結(jié)構(gòu)哈爾濱電站設(shè)備集團(tuán)公司成功制造出鑄焊結(jié)構(gòu)的三峽工程用重約的三峽工程用重約450450噸的水輪機(jī)葉輪。噸的水輪機(jī)葉輪。u沈陽(yáng)鑄造研究所生產(chǎn)出了鋁液重沈陽(yáng)鑄造研究所生產(chǎn)出了鋁液重5 5噸、凈重噸、凈重2.72.7噸的特大型鋁合金鑄件。噸的特大型鋁合金鑄件。 這些成果均標(biāo)志我國(guó)鑄造技術(shù)水平正在接近國(guó)這些成果均標(biāo)志我國(guó)鑄造技術(shù)水平正在接近國(guó)際先進(jìn)水平。際先進(jìn)水平。n總體上，我國(guó)鑄造領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研究并不落后，總體上，我國(guó)鑄造領(lǐng)域的

14、學(xué)術(shù)研究并不落后，很多研究成果居國(guó)際先進(jìn)水平，但轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)很多研究成果居國(guó)際先進(jìn)水平，但轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的少。國(guó)內(nèi)鑄造生產(chǎn)技術(shù)水平高的僅限生產(chǎn)力的少。國(guó)內(nèi)鑄造生產(chǎn)技術(shù)水平高的僅限于少數(shù)骨干企業(yè)，行業(yè)整體技術(shù)水平落后，鑄于少數(shù)骨干企業(yè)，行業(yè)整體技術(shù)水平落后，鑄件質(zhì)量低，材料、能源消耗高，經(jīng)濟(jì)效益差，件質(zhì)量低，材料、能源消耗高，經(jīng)濟(jì)效益差，勞動(dòng)條件惡劣，污染嚴(yán)重。勞動(dòng)條件惡劣，污染嚴(yán)重。 三三. .我國(guó)我國(guó)鑄造技術(shù)的輝煌歷史鑄造技術(shù)的輝煌歷史 我國(guó)鑄造技術(shù)有著悠久的歷史，早在我國(guó)鑄造技術(shù)有著悠久的歷史，早在50005000多年多年前，鑄造技術(shù)就出現(xiàn)在了中華大地。鑄造技術(shù)被前，鑄造技術(shù)就出現(xiàn)在了中華

15、大地。鑄造技術(shù)被應(yīng)用到應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、兵器制造、音樂藝術(shù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、兵器制造、音樂藝術(shù)及人民生及人民生活等各方面，極大地推動(dòng)了我國(guó)古代文明的進(jìn)步?；畹雀鞣矫?，極大地推動(dòng)了我國(guó)古代文明的進(jìn)步。鑄造技術(shù)的發(fā)展史，是中華民族五千年文明發(fā)展鑄造技術(shù)的發(fā)展史，是中華民族五千年文明發(fā)展史的重要組成部分。史的重要組成部分。 1. 1.我國(guó)古代青銅鑄造技術(shù)我國(guó)古代青銅鑄造技術(shù) 在我國(guó)古代，常用的鑄造工藝主要有在我國(guó)古代，常用的鑄造工藝主要有范鑄法范鑄法和和失蠟法失蠟法。 范鑄法是用范鑄法是用范范組合成鑄型進(jìn)行澆注的方法。組合成鑄型進(jìn)行澆注的方法。 石范鑄造石范鑄造 范鑄法范鑄法 泥（陶）范鑄造泥（陶）范鑄造 金

16、屬范鑄造金屬范鑄造 夏、商、周夏、商、周時(shí)期是人類青銅文化史上最為燦爛時(shí)期是人類青銅文化史上最為燦爛的時(shí)代。中國(guó)在金屬冶煉、鑄造以及合金技術(shù)、的時(shí)代。中國(guó)在金屬冶煉、鑄造以及合金技術(shù)、加工技術(shù)等方面都取得了及其偉大的成就。加工技術(shù)等方面都取得了及其偉大的成就。 商代晚期青銅器鑄造技術(shù)進(jìn)入鼎盛階段，青銅商代晚期青銅器鑄造技術(shù)進(jìn)入鼎盛階段，青銅器已應(yīng)用在農(nóng)具、武器、禮器、生活用品等各個(gè)器已應(yīng)用在農(nóng)具、武器、禮器、生活用品等各個(gè)方面，鑄造了大量著名的青銅器鑄件。方面，鑄造了大量著名的青銅器鑄件。 司母戊鼎司母戊鼎 是中國(guó)目前已發(fā)現(xiàn)是中國(guó)目前已發(fā)現(xiàn)的最重的青銅器。司的最重的青銅器。司母戊鼎是母戊鼎是中

17、國(guó)中國(guó)商代商代后后期王室祭祀用的青銅期王室祭祀用的青銅方鼎，方鼎，19391939年在年在河南河南省省安陽(yáng)安陽(yáng)出土。高出土。高133133厘厘米米、口長(zhǎng)、口長(zhǎng)110110厘米、口厘米、口寬寬7979厘米、重厘米、重832.84832.84千克千克 。 四羊銅尊四羊銅尊商晚期的貯酒器。商晚期的貯酒器。19381938年出土于湖年出土于湖南寧鄉(xiāng)，是我國(guó)南寧鄉(xiāng)，是我國(guó)現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的較大現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的較大的方尊，高的方尊，高58.658.6厘米，重厘米，重34.534.5公公斤。斤。 我國(guó)的我國(guó)的失蠟法失蠟法至遲起源于春秋時(shí)期。至遲起源于春秋時(shí)期。19781978年河年河南淅川下寺南淅川下寺2 2號(hào)楚墓出土的

18、春秋時(shí)代（公元前號(hào)楚墓出土的春秋時(shí)代（公元前620620年年前前467467年）的銅禁是迄今所知的最早的失蠟?zāi)辏┑你~禁是迄今所知的最早的失蠟法鑄件。法鑄件。 春秋時(shí)期失蠟法鑄造的銅禁春秋時(shí)期失蠟法鑄造的銅禁 高高28.8cm28.8cm，長(zhǎng)，長(zhǎng)107cm107cm，寬，寬47cm47cm。禁的四邊和側(cè)面飾多層立。禁的四邊和側(cè)面飾多層立體透雕云紋，器下有體透雕云紋，器下有1010個(gè)昂首前行的虎形足。禁面四側(cè)攀個(gè)昂首前行的虎形足。禁面四側(cè)攀附著附著1212條龍頭怪獸。條龍頭怪獸。 2. 2.我國(guó)古代的鑄鐵技術(shù)我國(guó)古代的鑄鐵技術(shù) 隨著我國(guó)古代鑄造技術(shù)的發(fā)展，春秋晚期發(fā)明隨著我國(guó)古代鑄造技術(shù)的發(fā)展，春

19、秋晚期發(fā)明了生鐵和鑄鐵技術(shù)，從此進(jìn)入了了生鐵和鑄鐵技術(shù)，從此進(jìn)入了鐵器文明時(shí)代鐵器文明時(shí)代。 我國(guó)在公元前我國(guó)在公元前6 6世紀(jì)就發(fā)明了生鐵和鑄鐵技世紀(jì)就發(fā)明了生鐵和鑄鐵技術(shù)術(shù)，是世界上最早發(fā)明并使用生鐵的國(guó)家，比歐是世界上最早發(fā)明并使用生鐵的國(guó)家，比歐洲早了洲早了18001800多年。多年。 戰(zhàn)國(guó)中期，生鐵鑄件已經(jīng)成為主要的生產(chǎn)工戰(zhàn)國(guó)中期，生鐵鑄件已經(jīng)成為主要的生產(chǎn)工具，此時(shí)具，此時(shí)鐵范鐵范（鑄鐵金屬型）也成為主流工藝，（鑄鐵金屬型）也成為主流工藝，廣泛應(yīng)用于軍事和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。廣泛應(yīng)用于軍事和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。 19531953年河北興隆燕國(guó)冶鐵遺址出土了一批戰(zhàn)年河北興隆燕國(guó)冶鐵遺址出土了一批戰(zhàn)國(guó)時(shí)期

20、鐵范，包過(guò)鋤、鐮、斧、鑿等共國(guó)時(shí)期鐵范，包過(guò)鋤、鐮、斧、鑿等共8787件。件。 戰(zhàn)國(guó)興隆鐵范戰(zhàn)國(guó)興隆鐵范 隋唐以后，鑄造技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展，向大型隋唐以后，鑄造技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展，向大型和特大型鑄件發(fā)展。和特大型鑄件發(fā)展。 著名的代表性鑄件如后周時(shí)期鑄造的著名的代表性鑄件如后周時(shí)期鑄造的河北滄州河北滄州大鐵獅大鐵獅。 河北滄州大鐵獅河北滄州大鐵獅高高5.3m5.3m，長(zhǎng)，長(zhǎng)6.5m6.5m，寬，寬3m3m，重約重約40t40t，采，采用用“泥范明泥范明澆法澆法”鑄成。鑄成。0.40.4未來(lái)鑄造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)未來(lái)鑄造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，鑄造技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，鑄造

21、技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)可分為以下幾個(gè)方面。勢(shì)可分為以下幾個(gè)方面。 1 1、鑄件的特大型化鑄件的特大型化 我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)，對(duì)能源、冶金、船舶、我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)，對(duì)能源、冶金、船舶、石化等工業(yè)提出了巨大的需求，這些行業(yè)重大裝石化等工業(yè)提出了巨大的需求，這些行業(yè)重大裝備的特大型化對(duì)特大型鑄件的需求越來(lái)越迫切，備的特大型化對(duì)特大型鑄件的需求越來(lái)越迫切，對(duì)質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。對(duì)質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。 2 2、鑄件的輕量化、鑄件的輕量化 為了減輕對(duì)資源消耗及環(huán)境污染的壓力，鑄件為了減輕對(duì)資源消耗及環(huán)境污染的壓力，鑄件的輕量化已成為重要的發(fā)展趨勢(shì)。以汽車制造為的輕量化已成為重要的發(fā)展趨勢(shì)。以汽車制造

22、為例，汽車重量減輕例，汽車重量減輕10%10%，可使燃燒效率提高，可使燃燒效率提高7%7%，并減少并減少10%10%的污染。的污染。 鑄件的輕量化一是鑄件的輕量化一是材質(zhì)的輕量化材質(zhì)的輕量化，二是，二是工藝的工藝的精確化精確化。汽車工業(yè)、航空工業(yè)級(jí)國(guó)防工業(yè)廣泛采。汽車工業(yè)、航空工業(yè)級(jí)國(guó)防工業(yè)廣泛采用輕金屬合金是重要的發(fā)展趨勢(shì)。用輕金屬合金是重要的發(fā)展趨勢(shì)。 3 3、鑄件的精確化、鑄件的精確化 傳統(tǒng)精確鑄造技術(shù)有：熔模鑄造、壓力鑄造、傳統(tǒng)精確鑄造技術(shù)有：熔模鑄造、壓力鑄造、 離心鑄造等。離心鑄造等。 新的鑄造成形技術(shù)（凈終成形鑄造）有：新的鑄造成形技術(shù)（凈終成形鑄造）有： 消失模鑄造、定向凝固熔

23、消失模鑄造、定向凝固熔 模鑄造、半固態(tài)鑄造、模鑄造、半固態(tài)鑄造、 快速鑄造成形技術(shù)等?？焖勹T造成形技術(shù)等。 4 4、數(shù)字化鑄造、數(shù)字化鑄造 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)科學(xué)已成為一隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)科學(xué)已成為一門新興的交叉學(xué)科，是除理論和實(shí)驗(yàn)外解決材料門新興的交叉學(xué)科，是除理論和實(shí)驗(yàn)外解決材料科學(xué)中實(shí)際問(wèn)題的的第三個(gè)重要研究方法?？茖W(xué)中實(shí)際問(wèn)題的的第三個(gè)重要研究方法。模擬模擬仿真仿真是材料科學(xué)與制造科學(xué)的前沿領(lǐng)域及研究熱是材料科學(xué)與制造科學(xué)的前沿領(lǐng)域及研究熱點(diǎn)。多學(xué)科、多尺度、高性能、高保真及高效率點(diǎn)。多學(xué)科、多尺度、高性能、高保真及高效率是模擬仿真技術(shù)的努力目標(biāo)，而是模擬仿真技術(shù)的努力目標(biāo)，而微觀組織模擬微觀組織模擬則則是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)課題。是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)課題。 5 5、網(wǎng)絡(luò)化鑄造、網(wǎng)絡(luò)化鑄造 現(xiàn)代的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造開發(fā)系統(tǒng)是在網(wǎng)絡(luò)化環(huán)現(xiàn)代的產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造開發(fā)系統(tǒng)是在網(wǎng)絡(luò)化環(huán)境下以設(shè)計(jì)與制造過(guò)程的建模與仿真為核心內(nèi)境下以設(shè)計(jì)與制造過(guò)程的建模與仿真為核心內(nèi)容，進(jìn)行全生命周期設(shè)計(jì)。美國(guó)汽車工業(yè)期望汽容，進(jìn)行全生命周期設(shè)計(jì)。