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第1章导论1

1.1铸铁的液态结构1

1.1.1Fe3C分子1

1.1.2碳簇（C6）n1

1.1.3铁液的遗传性2

1.2铁－碳相图3

1.2.1Fe-Fe3C相图、Fe-C（石墨）相图并存的理论依据3

1.2.2铁－碳双重相图3

1.2.3铁－碳－硅三元相图5

1.2.4合金元素对铁－碳相图的影响6

1.3铸铁的非平衡凝固6

1.3.1Fe-C-Si凝固相图的建立6

1.3.2铸铁的非平衡凝固概念与过程8

1.4铸铁稳定系与介稳定系的转化12

1.4.1铸铁的灰口或白口凝固趋势12

1.4.2影响铸铁灰口（或白口）凝固的因素13

1.5.1热碱法彩色金相原理18

1.5铸铁的彩色金相技术18

1.5.2热碱法彩色金相特点19

1.5.3热碱法彩色金相操作工艺22

参考文献24

第2章灰铸铁26

2.1铸铁中的石墨26

2.1.1石墨的晶体结构26

2.1.2石墨的晶体缺陷27

2.1.3石墨形核的条件30

2.1.4石墨生长机制31

2.1.5石墨生长中的分枝32

2.2初生片状石墨的结晶34

2.2.1初生（C、F型）石墨结晶的热力学34

2.2.2初生石墨的析出34

2.2.3Kish石墨34

2.3灰铸铁初生奥氏体的结晶35

2.3.1初生奥氏体结晶热力学35

2.3.2初生奥氏体的形核36

2.3.3初生奥氏体的生长36

2.3.4初生奥氏体的宏观凝固形态39

2.3.5影响奥氏体枝晶数量的因素40

2.3.6初生奥氏体枝晶对灰铸铁性能的影响41

2.4灰铸铁的共晶结晶43

2.4.1共晶结晶的热力学44

2.4.2共晶晶粒（共晶团）的形核与灰铸铁的孕育44

2.4.3共晶团的生长——石墨片外围奥氏体晕圈的形成与石墨不断分枝48

2.4.4共晶团的分类50

2.4.5共晶石墨（A、D、E、B型及珊瑚状石墨）的形成50

2.5.1LTF区铁液的结晶特点55

2.5灰铸铁共晶末期最后凝固LTF区铁液的结晶55

2.5.2LTF区铁液的结晶56

2.5.3LTF区凝固组织对灰铸铁性能的影响59

2.6铸铁的偏析63

2.6.1微观偏析的度量63

2.6.2影响铸铁微观偏析的因素64

2.6.3灰铸铁微观偏析特点65

2.6.4偏析对灰铸铁组织与性能的影响67

参考文献68

3.1.1形核物质72

第3章球墨铸铁72

3.1球状石墨的形核72

3.1.2形核机制73

3.1.3球墨铸铁的孕育77

3.2球状石墨的生长80

3.2.1球状石墨生长的工艺条件80

3.2.2晶体按球状生长的结晶学条件81

3.2.3石墨球的缺陷生长及过冷的作用83

3.3球墨铸铁中的奥氏体枝晶89

3.3.2奥氏体枝晶的形成91

3.3.1球墨铸铁的奥氏体枝晶分类91

3.3.3影响奥氏体缓冷枝晶的因素96

3.3.4奥氏体枝晶对缩松的影响97

3.3.5奥氏体枝晶对球墨铸铁性能的影响98

3.4球墨铸铁的共晶结晶98

3.4.1球墨铸铁的离异共晶98

3.4.2石墨球外围奥氏体晕圈的形成99

3.4.3石墨球在奥氏体晕圈内的生长104

3.4.4石墨形状与奥氏体外壳的关系105

3.5球墨铸铁共晶末期最后凝固LTF区铁液的结晶109

3.5.1晶间碳化物109

3.5.2畸形石墨109

3.5.3夹杂物109

3.5.4奥氏体及其转化组织109

3.5.5缩松109

3.6球墨铸铁的凝固形貌116

3.6.1微观凝固形貌116

3.6.2宏观凝固形貌117

3.6.3薄壁球墨铸铁的凝固122

3.6.4厚壁球墨铸铁的凝固125

3.6.5球墨铸铁凝固品质的评价138

3.7球墨铸铁的偏析142

3.7.1元素在球墨铸铁中的偏析行为142

3.7.2影响球墨铸铁偏析的因素144

3.7.3偏析对球墨铸铁组织及性能的影响148

参考文献150

4.1.1蠕虫状石墨的形核与蠕墨铸铁的孕育157

第4章蠕墨铸铁157

4.1蠕虫状石墨的形核157

4.1.2蠕虫状石墨的雏晶158

4.2蠕虫状石墨的生长159

4.2.1形成蠕虫状石墨的工艺条件159

4.2.2蠕虫状石墨的生长机制161

4.3蠕墨铸铁初生相的结晶166

4.3.1初生奥氏体166

4.3.2初生石墨球167

4.4.2共晶团的形成过程169

4.4蠕墨铸铁的共晶结晶169

4.4.1共晶团的核心169

4.4.3蠕虫状石墨共晶团的特点170

4.5蠕墨铸铁共晶末期LTF区铁液的结晶173

4.5.1LTF区铁液的特点173

4.5.2在LTF区形成的组织175

4.6蠕墨铸铁的凝固形貌177

4.6.1蠕墨铸铁的凝固过程177

4.6.3蠕墨铸铁的凝固形貌179

4.6.2蠕墨铸铁的凝固冷却曲线特点179

4.7蠕墨铸铁的偏析182

参考文献184

第5章白口铸铁186

5.1概述186

5.1.1普通白口铸铁186

5.1.2低合金白口铸铁186

5.1.3高合金白口铸铁186

5.1.4合金元素在白口铸铁中的作用188

5.2白口铸铁中的碳化物190

5.2.1碳化物的类型191

5.2.2碳化物的特性193

5.3白口铸铁初生碳化物的结晶194

5.3.1初生渗碳体（Fe3C）结晶的热力学与动力学194

5.3.2初生渗碳体（Fe3C）的结晶195

5.3.3初生碳化物（M7C3）的结晶197

5.3.4初生碳化物（M6C）的结晶197

5.4.1初生奥氏体形态198

5.4白口铸铁初生奥氏体的结晶198

5.4.2影响初生奥氏体形态的200

因素200

5.4.3初生奥氏体形态对白口铸铁铸造缺陷的影响200

5.5白口铸铁的共晶结晶202

5.5.1共晶结晶的热力学与动202

力学202

5.5.2普通白口铸铁的共晶结晶202

及共晶结晶206

5.5.3高铬白口铸铁的凝固206

5.5.4钨系白口铸铁的共晶结晶214

5.5.5白口铸铁共晶组织的改性215

5.6白口铸铁共晶末期LTF区铁液的结晶217

5.6.1普通白口铸铁LTF区铁液的结晶217

5.6.2高合金白口铸铁LTF区的217

结晶217

5.7白口铸铁的偏析218

5.7.1元素在低合金白口铸铁中的分布218

5.7.2元素在高铬铸铁中的分布220

参考文献221