本书概述压力在钢铁冶金中的应用现状,分析加压对特殊钢凝固热力学与动力学参数、凝固组织以及凝固缺陷等的影响机制。本书内容共分为9章：第1章概述压力在钢铁冶金中的作用以及加压钢铁冶金装备的发展历程和主要种类；第2章详细阐述加压对凝固热力学和动力学参数的影响规律；第3章介绍铸锭与铸型间界面换热方式，详细阐述加压强化界面换热的机理；第4章介绍枝晶组织的演变规律，详细阐述加压对枝晶生长速率以及枝晶间距的影响；第5章从气孔缺陷形成机制以及加压对气泡形核和生长等方面的影响，阐述加压消除气孔缺陷的机制；第6章详细阐述疏松缩孔形成过程、预测方法以及加压抑制疏松缩孔形成的机制；第7章从微观偏析和宏观偏析等方面，详细阐述元素偏析行为以及压力对偏析形成的影响；第8章介绍夹杂物运动轨迹及宏观分布状态，详细阐述压力对夹杂物宏观分布状态的影响；第9章介绍压力对典型钢种析出相形态特征演变规律的影响。
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2006.9-2010.7 攻读东北大学冶金工程专业学士学位；
2008.9-2010.7 攻读东北大学物流管理专业学士学位；
2010.9-2018.4 攻读东北大学钢铁冶金专业博士学位；
2017.4-2018.3 赴加拿大麦吉尔大学联合培养2018.9-2021.11，东北大学动力工程及工程热物理研究所，博士后；
2018.9-2021.12，东北大学冶金学院，特殊钢冶金研究所，讲师；
2022.1-至今，东北大学冶金学院，绿色智能特殊钢冶金研究中心，副教授，硕导/博导。特殊钢特种冶金、绿色智能冶金东大工业技术研究院首席研究员、高端金属材料与智能冶金联合实验室副主任、中国钢铁工业协会低碳工作推进委员会专家委员、全国研究生教育评估检测专家、高品质特殊钢冶金国际会议组织委员会委员、《特殊钢》与《中国冶金》青年编委，Metall. Mater. Trans. B等国际冶金权威期刊审稿人等
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 压力在钢铁冶金中的作用 1
1.2 加压钢铁冶金装备的发展历程和主要种类 5
1.2.1 发展历程 5
1.2.2 主要种类 6
参考文献 19
第2章 凝固热力学与动力学参数 24
2.1 相图 24
2.1.1 相图的相关概念 24
2.1.2 相图的类型 26
2.1.3 压力的影响 28
2.2 凝固模式 35
2.2.1 凝固模式的类型 35
2.2.2 压力的影响 37
2.3 活度系数 39
2.3.1 活度系数的相关概念 39
2.3.2 压力的影响 39
2.4 界面自由能 40
2.4.1 界面自由能的相关概念 40
2.4.2 压力的影响 40
2.5 溶解度 41
2.5.1 溶解度的相关概念 41
2.5.2 压力的影响 42
2.6 形核参数 45
2.6.1 形核的相关概念 45
2.6.2 压力对临界形核半径的影响 46
2.6.3 压力对形核率的影响 47
2.7 分配系数 48
2.7.1 分配系数的相关概念 48
2.7.2 压力的影响 48
2.8 扩散系数 52
2.8.1 扩散系数的相关概念 52
2.8.2 压力的影响 53
2.9 物性参数 55
2.9.1 压力对固/液相线温度的影响 55
2.9.2 压力对密度的影响 56
2.9.3 压力对热焓的影响 58
参考文献 60
第3章 铸锭与铸型间界面换热机制 66
3.1 铸锭与铸型间界面换热方式的演变 66
3.1.1 典型换热方式 66
3.1.2 铸锭凝固过程换热机制 69
3.2 界面换热系数的变化规律 72
3.2.1 传热正问题和反问题 72
3.2.2 界面换热系数反算模型 74
3.2.3 界面换热系数结果 84
3.3 压力强化界面换热的机制 91
3.3.1 界面换热机制的演变 91
3.3.2 界面当量换热系数的组成 94
3.3.3 界面气隙宏观平均宽度 95
3.3.4 加压影响宏观气隙尺寸 96
参考文献 100
第4章 枝晶组织的演变规律 106
4.1 铸锭晶区分布特征 106
4.1.1 胞晶组织 107
4.1.2 柱状晶 109
4.1.3 等轴晶 110
4.1.4 柱状晶向等轴晶转变 110
4.2 压力对枝晶特征的影响规律 113
4.2.1 枝晶间距 113
4.2.2 晶粒数 123
4.3 压力对枝晶生长速率的影响规律 126
4.3.1 枝晶生长速率计算模型 126
4.3.2 枝晶生长过程 131
4.4 压力抑制柱状晶向等轴晶转变 141
4.4.1 压力的影响 141
4.4.2 加压下浇注速率的影响 143
4.5 加压下元素对枝晶组织的影响规律 145
4.5.1 枝晶间距 145
4.5.2 晶粒数 146
4.5.3 柱状晶向等轴晶转变 148
参考文献 151
第5章 气孔缺陷形成机制及控制 159
5.1 气孔缺陷形成机制 159
5.1.1 钢中常见气孔缺陷来源 159
5.1.2 氮气孔的形成过程 160
5.1.3 气孔形成的压力平衡关系 161
5.2 氮气孔的形成对凝固组织的影响规律 167
5.2.1 气孔周围的相组成 167
5.2.2 枝晶组织 172
5.3 压力抑制气孔形成的机制 174
5.3.1 压力对氮气泡形核的影响 175
5.3.2 压力对氮气泡生长的影响 181
5.3.3 抑制氮气泡形成临界压力判据 183
5.3.4 压力对氮气泡上浮的影响机制 185
5.3.5 加压与合金元素协同抑制氮气孔的机制 192
参考文献 198
第6章 疏松缩孔形成机制及控制 203
6.1 疏松缩孔的形成过程 203
6.1.1 收缩的基本概念和检测手段 203
6.1.2 疏松缩孔的种类和形成机制 205
6.2 疏松缩孔的预测方法 208
6.3 加压抑制疏松缩孔形成的机制 211
6.3.1 加压下疏松缩孔的判据 211
6.3.2 压力对不同钢种疏松的影响规律 212
6.3.3 浇注速率对疏松缩孔的影响 221
6.3.4 铸型对疏松的影响 223
参考文献 224
第7章 元素偏析行为及控制 228
7.1 偏析的主要类型及形成过程 228
7.1.1 微观偏析 228
7.1.2 宏观偏析 230
7.1.3 凝固偏析的检测方法 231
7.2 偏析数值模型 233
7.2.1 微观偏析 233
7.2.2 宏观偏析 236
7.3 压力对偏析形成的影响 244
7.3.1 压力对微观偏析的影响 244
7.3.2 压力对宏观偏析的影响 248
7.3.3 加压下浇注速率对宏观偏析的影响 260
参考文献 266
第8章 夹杂物运动轨迹及宏观分布状态 272
8.1 夹杂物的形成及主要类型 272
8.1.1 夹杂物的分类 272
8.1.2 夹杂物的形成 280
8.2 夹杂物分布模型 287
8.2.1 基本数学模型 287
8.2.2 多模式数学模型 292
8.3 压力对夹杂物宏观分布状态的影响 293
8.3.1 加压凝固多相多物理场夹杂物运动模型 293
8.3.2 钢液凝固过程中夹杂物运动 300
8.3.3 压力对夹杂物分布的影响机制 303
参考文献 308
第9章 析出相形态特征的演变规律 314
9.1 析出相的主要类型及特征 314
9.2 压力对典型钢种析出相的影响 323
9.2.1 高速钢M42 323
9.2.2 高氮不锈轴承钢30Cr15Mo1N 335
9.2.3 模具钢H13 343
参考文献 345
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