前言

模擬是對真實事件或者過程的虛擬或物擬。現(xiàn)代的材料加工物理模擬，主要指采用熱模擬試驗機進行物理模擬。熱模擬試驗機出現(xiàn)在第二次世界大戰(zhàn)之后，在現(xiàn)代材料研發(fā)機構(gòu)和加工、制造等行業(yè)得到廣泛應用。熱模擬試驗機是一種提供了高溫環(huán)境的動態(tài)材料試驗機，它可以動態(tài)地對材料受熱和成形過程全生命周期地進行物理模擬。其模擬功能齊全，應用廣泛，可以進行包括連鑄冶煉工藝、軋制鍛壓工藝、焊接工藝、金屬熱處理工藝和機械熱疲勞等方面內(nèi)容在內(nèi)的動態(tài)過程模擬試驗，可以測定金屬高溫力學性能、應力應變曲線、金屬熱物性及CCT曲線等。材料加工的物理模擬是在實驗室里使用真實的材料，經(jīng)歷實際制造工藝或最終服役工況來精確地再現(xiàn)其受熱和受力作用的過程。在該模擬過程中使用一個小的真實材料樣品，而該樣品與全尺寸制品在制造工藝或最終服役工況中具有相同或相似的受熱和受力條件。在現(xiàn)代熱模擬試驗機中模擬的結(jié)果將非常具有實用價值，因此，實驗室中的模擬結(jié)果可以直接應用到全尺寸的生產(chǎn)實踐中。

本書系統(tǒng)介紹了基于熱模擬試驗機的現(xiàn)代金屬材料加工和物理特性表征的物理模擬的基本概念和意義、現(xiàn)代材料加工的物理模擬技術(shù)、材料加工物理模擬的常用試驗方法，如高溫拉伸試驗、高溫壓縮試驗、高溫扭轉(zhuǎn)試驗和測定CCT曲線試驗，進行了介紹和應用舉例；對熱加工理論基礎、金屬材料熱加工的熱模擬試驗技術(shù)及數(shù)據(jù)處理進行了詳細介紹，內(nèi)容涉及熱模擬試驗參數(shù)的確定原則、真應力-真應變曲線、基于動態(tài)材料學模型本構(gòu)方程構(gòu)建的數(shù)據(jù)處理步驟、Z參數(shù)的確定、動態(tài)再結(jié)晶臨界條件與熱加工圖的構(gòu)建及應用等。本書特別對河南科技大學及有色金屬共性技術(shù)河南省協(xié)同創(chuàng)新中心電子銅合金研究團隊自1995年以來，就有關(guān)高性能銅合金和電接觸材料等銅基材料的熱變形行為的熱模擬研究成果進行了總結(jié)與概括，涉及的材料包括多元微合金化高性能IC框架銅合金、微納結(jié)構(gòu)混雜氧化物彌散強化銅、彌散銅-W/Mo/WC/TiC電接觸復合材料，制備方法涉及大氣熔鑄、真空熔鑄、傳統(tǒng)粉末冶金、真空熱壓燒結(jié)、放電等離子燒結(jié)（SPS）等多種技術(shù)，研究成果已在相關(guān)產(chǎn)品中得到應用或作為技術(shù)儲備。

本書由張毅、安俊超、賈延琳、周旭東、付明、田保紅、劉勇、殷婷、高直、王智勇、高穎穎、孫慧麗撰寫完成，其中第1、2章由河南科技大學周旭東教授撰寫；第3、4章由河南科技大學張毅教授、北京機電研究所有限公司高直工程師、河南科技大學孫慧麗撰寫，第5章由北京工業(yè)大學賈延琳博士和河南科技大學張毅教授、河南工業(yè)技師學院高穎穎撰寫；第6章由洛陽理工學院安俊超博士撰寫；第7章由河南科技大學殷婷實驗師、劉勇教授及中國空空導彈研究院付明研究員撰寫；第8章由田保紅教授、安俊超博士、洛陽軸承研究所有限公司王智勇高級工程師撰寫。全書由張毅和田保紅教授統(tǒng)稿。河南科技大學材料分析實驗中心李炎教授、祝要民教授、劉玉亮博士、李武會博士，金屬材料工程系王順興教授、賈淑果教授、任鳳章教授，材料學實驗中心張興淵工程師，材料加工實驗中心劉亞民高級工程師、郜建新高級工程師、趙培峰副教授、王要利實驗師、劉重喜高級技師，河南省工程材料實驗教學示范中心李紅霞高級工程師、朱宏喜副教授、殷婷實驗師等教師參與了部分研究工作。有關(guān)研究工作還得到有色金屬共性技術(shù)河南省協(xié)同創(chuàng)新中心、河南省有色金屬材料科學與加工技術(shù)重點實驗室的謝敬佩教授、李全安教授、宋克興教授、黃金亮教授、王文焱教授等教師的幫助與支持。河南科技大學材料科學與工程學院碩士研究生李瑞卿、許倩倩、李艷、孫慧麗、田卡、孫永偉、張曉偉、馮江、楊志強、楊雪瑞、程新樂、殷婷、趙瑞龍、朱順新等和部分本科畢業(yè)生也參與完成了部分研究工作。在此向他們表示衷心的感謝。本書的撰寫得到孫慧麗、李國輝、王冰潔等碩士的大力協(xié)助，感謝他們的辛勤勞動。

本書的有關(guān)項目研究得到國家自然科學基金（51101052、U1704143）、河南省科技開放合作項目（172106000058）、河南省高校科技創(chuàng)新人才支持計劃（18HASTIT024）、河南省高校科技創(chuàng)新團隊計劃（2012IRTSTHN008 ）、河南省杰出青年基金項目（0521001200 ）、河南省高等學校青年骨干教師資助計劃（2012GGJS-073）、河南省重點攻關(guān)項目（152102210074、162102410022）、河南省教育廳自然科學研究資助項目（2011QN48、14B430015、15A430006）和河南科技大學青年學術(shù)帶頭人啟動基金（13490001）、洛陽市科技計劃項目（020902）等項目的資助。

感謝有色金屬共性技術(shù)河南省協(xié)同創(chuàng)新中心與河南省有色金屬材料科學與加工技術(shù)重點實驗室對有關(guān)研究的資助。感謝河南科技大學材料科學與工程學院、洛陽理工學院材料科學與工程學院、北京工業(yè)大學材料科學與工程學院和化學工業(yè)出版社對本書的撰寫和出版給予的支持。

書中的主要內(nèi)容是作者研究團隊近年來研究工作的總結(jié)，本書在撰寫過程中參考了部分相關(guān)文獻，在書中都盡可能以參考文獻形式列出，特向有關(guān)作者表示由衷的感謝。由于作者水平有限，懇請讀者不吝批評指正。

作者

2018年2月于洛陽