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第1章 铸铁发展简史1

1.1铸造技术发展简史1

1.2铸造技术及其发展趋势5

1.3灰铸铁6

1.4球墨铸铁7

1.5铸铁熔炼7

1.6现代铸铁技术展望8

第2章 铸铁件及其生产方法10

2.1铸件的含义10

2.2铸件的分类10

2.3铸造方法的选择11

2.3.1优先采用砂型铸造11

2.3.2铸造方法应和生产批量相适应12

2.3.3造型方法应适合工厂条件13

2.3.4要兼顾铸件的精度要求和成本13

2.3.5模具及工装夹具的制造与维护13

2.4造型工艺过程16

2.5制芯工艺过程20

2.5.1油砂芯工艺21

2.5.2壳芯工艺21

2.5.3热芯盒工艺21

2.5.4冷芯盒工艺21

2.5.5树脂自硬砂工艺21

2.6 3D打印砂型工艺过程22

2.6.1 3DP砂型工艺22

2.6.2 SLS砂型工艺23

2.7熔炼工艺过程23

2.8铸件浇注和落砂24

2.9铸件清理方法24

第3章 铸铁冶金学25

3.1铸铁类型25

3.1.1铸铁分类25

3.1.2铸铁牌号25

3.1.3各主要工业标准的铸铁牌号对照26

3.2铁-碳-硅系27

3.2.1 Fe-C、 Fe-Fe3 C双重相图28

3.2.2 Fe-C-Si准二元相图28

3.3铸铁凝固结晶过程28

3.3.1铸铁的初生结晶30

3.3.2铸铁的共晶凝固30

3.3.3铸铁的共析转变32

3.4影响铸铁铸态组织的因素33

3.4.1冷却速度33

3.4.2温度33

3.4.3化学成分34

3.5孕育处理37

3.6铸铁凝固及冷却过程中的主要缺陷形成原理及预防39

3.6.1铸铁的凝固冷却过程的变化39

3.6.2缩孔和缩松的形成机理及防治42

3.6.3铸造应力、变形的形成机理及预防44

3.6.4非金属夹杂物和组织不均匀性及其防治46

3.6.5气孔的形成及其防治50

第4章 铸铁件检测和试验53

4.1技术条件53

4.2铁液质量检测58

4.2.1铁液温度测量58

4.2.2铁液成分检测59

4.3铸铁金相组织检测62

4.3.1铸铁中石墨的检测62

4.3.2铸铁金属基体组织检测64

4.3.3铸铁中碳化物分类检测67

4.3.4检测铸铁中磷共晶分类67

4.3.5铸铁共晶团检测68

4.4铸铁力学性能试验68

4.4.1铸铁拉伸试验69

4.4.2铸铁疲劳试验71

4.5铸件的检验72

4.5.1金属材料性能73

4.5.2铸件铸造表面粗糙度73

4.5.3铸件尺寸精度73

4.5.4铸件健全性检测73

第5章 灰铸铁79

5.1灰铸铁分级79

5.1.1简介79

5.1.2金相组织分级79

5.2灰铸铁的性能84

5.2.1影响铸铁性能的因素85

5.2.2力学性能86

5.3灰铸铁的冶金质量指标90

5.4改善灰铸铁力学性能的途径90

5.4.1化学成分90

5.4.2合金元素91

5.4.3微量元素的影响92

5.4.4孕育处理92

5.4.5生产工艺因素92

第6章 球墨铸铁94

6.1球墨铸铁牌号94

6.1.1球墨铸铁单铸试块性能94

6.1.2球墨铸铁附铸试样性能97

6.1.3铸件本体试样性能100

6.2固溶强化铁素球墨铸铁牌号及力学性能100

6.2.1 固溶强化铁素体球墨铸铁100

6.2.2固溶强化铁素体球墨铸铁硬度分类102

6.2.3固溶强化铁素体球墨铸铁金相组织102

6.2.4固溶强化铁素体球墨铸铁化学成分102

6.3铸铁石墨分类102

6.3.1石墨形态103

6.3.2球化分级103

6.3.3石墨大小104

6.4球墨铸铁的性能105

6.4.1抗拉强度、屈服强度及伸长率105

6.4.2弹性模量107

6.4.3疲劳强度108

6.4.4冲击韧性109

6.4.5硬度111

6.4.6可加工性112

6.4.7渗漏性115

6.5球墨铸铁的化学成分115

6.5.1基本元素（碳、硅、锰、磷、硫）115

6.5.2合金元素116

6.5.3微量元素117

6.6球化处理及孕育处理118

6.6.1严格控制118

6.6.2预处理120

6.6.3球墨铸铁球化处理工艺121

6.7球墨铸铁的热处理122

6.7.1去应力热处理122

6.7.2去碳化物退火（石墨化退火）123

6.7.3硬化124

6.7.4调质处理（淬火和回火）128

6.7.5铁素体化129

6.7.6软化退火130

6.7.7正火（正常退火）131

第7章 铸铁熔炼132

7.1熔炼工艺132

7.2冲天炉熔炼132

7.3感应电炉熔炼开始134

7.4电弧炉熔炼135

7.5炉料135

7.5.1生铁136

7.5.2废钢136

7.5.3回炉铁137

7.5.4铁合金137

7.5.5炉料遗传性影响137

7.6铸铁熔炼程序138

7.6.1氧在铁液中的作用及其对铸铁质量的影响138

7.6.2铸铁孕育理论139

7.6.3铸铁感应炉熔炼制度140

7.7灰铸铁熔炼程序141

7.7.1灰铸铁熔炼配料工艺141

7.7.2电炉熔炼装料149

7.7.3电炉熔炼过程控制工艺149

7.8球墨铸铁熔炼程序153

7.8.1冶金预处理153

7.8.2球墨铸铁熔炼程序154

7.8.3脱硫处理154

7.8.4球化处理156

7.8.5孕育161

7.8.6球墨铸铁熔炼程序165

第8章 铸件及铸造工艺设计167

8.1引言167

8.2铸件设计168

8.2.1铸件使用功能设计168

8.2.2铸件结构设计172

8.2.3铸铁件功能设计176

8.2.4铸铁件工艺设计177

8.2.5避免铸造缺陷的设计179

8.2.6铸铁件经济性设计179

8.3铸造工艺设计181

8.3.1铸造工艺虚拟设计系统简介181

8.3.2浇注位置和分型面设定原则182

8.3.3铸造工艺设计相关原则184

8.3.4铸造工艺参数188

8.3.5铸铁件浇注系统设计规范191

8.3.6陶瓷过滤器浇注系统设计200

8.3.7冒口设计规范202

8.3.8冷铁设计及应用规范207

8.4铸造工艺设计案例213

8.4.1某燃气轮机进气缸工艺案例213

8.4.2某蜗壳压缩机产品工艺案例216

8.4.3某中速柴油机气缸盖铸件生产工艺案例218

8.4.4某机床床身铸件工艺案例221

第9章 绿色智能铸造226

9.1智能铸造简介226

9.1.1定义与特征226

9.1.2范式演进226

9.1.3系统架构227

9.1.4实施路径228

9.2绿色铸造229

9.2.1定义与特征229

9.2.2实施原则230

9.2.3基本要求230

9.2.4主要内容230

9.2.5评价要求233

附录 模数计算234