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第1章 铸铁组织2

1.1 铁碳合金相图和铁碳硅合金相图2

1.1.1 铁碳合金相图2

目录2

1.1.2 铁碳硅三元合金相图4

1.1.3 铸铁实际相变温度和成分5

1.2 合金热力学基础简要回顾9

1.2.1 合金相变的能量条件9

1.2.2 自由能-成分曲线9

1.2.3 过冷10

1.2.4 铸铁凝固组织形成过程中各相自由能变化12

1.2.5 新相形核14

1.2.6 溶液中组元活度16

1.3.1 石墨18

1.3 基本组成相18

1.3.2 渗碳体28

1.3.3 奥氏体（γ相）30

1.3.4 铁素体31

1.3.5 珠光体31

1.3.6 磷共晶32

1.4 铸铁组织的近代物理检测技术33

1.4.1 电子显微镜观察石墨三维形貌33

1.4.2 X射线衍射技术鉴定物相和探查晶体取向34

1.4.3 探查固体表层微区中元素分布34

1.4.4 图像分析仪对材料组织进行定量分析35

参考文献36

第2章 液态铸铁结构37

2.1 液态金属结构37

2.2 铸铁熔液结构38

2.3 液态铸铁中碳的活度39

2.4 液态铸铁中的非匀质物质40

参考文献41

第3章 铸铁凝固42

3.1 石墨生成42

3.1.1 片状石墨生长42

3.1.2 球状石墨生长47

3.1.3 蠕虫状石墨生长50

3.2 初生相析出53

3.2.1 初生渗碳体析出53

3.2.2 奥氏体析出55

3.3 共晶转变58

3.3.1 共生区58

3.3.2 共晶组织基本类型60

3.3.3 灰铸铁共晶凝固过程61

3.3.4 球墨铸铁共晶凝固68

3.3.5 渗碳体共晶转变73

3.4 反白口现象75

3.5 铸铁凝固过程热分析78

3.5.1 铸铁冷却曲线78

3.5.2 微分热分析曲线80

3.5.3 根据冷却曲线判断铸铁组织82

3.5.4 热分析技术的其他应用84

3.6 铸铁显微组织的计算机模拟85

参考文献88

第4章 固态相变90

4.1 先共析相析出90

4.2 共析转变92

4.2.1 片状珠光体的层间距95

4.2.2 珠光体转变动力学96

4.3 奥氏体的中、低温转变98

4.4 铸铁热处理99

4.4.1 消除内应力处理100

4.4.2 石墨化退火101

4.4.3 正火102

4.4.4 淬火103

参考文献108

第5章 孕育处理110

5.1 铸铁孕育机理110

5.1.1 石墨形核基质111

5.1.2 孕育衰退现象117

5.2 孕育剂119

5.2.1 石墨化孕育剂119

5.2.2 稳定化孕育剂122

5.3 合理孕育123

5.3.1 孕育剂加入方式123

5.3.2 熔炼方法和炉料的影响124

5.3.3 铁水化学成分的影响125

5.3.4 温度对孕育效果的影响125

参考文献125

第6章 熔炼126

6.1 铸铁中的氧126

6.2 铁水中的氮和氢132

6.2.1 氮在铁水中的行为134

6.2.2 铁水中的氢136

6.3 冲天炉熔炼138

6.3.1 合理送风140

6.3.2 燃料141

6.3.3 炉渣142

6.3.4 熔炼过程中铁水成分变化145

6.4 感应炉熔炼148

参考文献152

第7章 铸铁力学性能153

7.1 灰铸铁的断裂153

7.2 拉伸性能157

7.2.1 影响灰铸铁抗拉强度的一些因素159

7.2.2 球墨铸铁的拉伸性能161

7.3 压缩性能163

7.4 弹性模量与滞弹性166

7.4.1 弹性模量166

7.4.2 滞弹性168

7.5 弯曲性能和扭转性能169

7.5.1 弯曲性能169

7.5.2 扭转性能170

7.6 冲击性能171

7.7 疲劳性能174

7.8 断裂韧性175

7.9 硬度177

7.10 低温力学性能178

7.11 提高灰铸铁强度的基本措施180

参考文献183

第8章 铸铁的工艺性能184

8.1 铸铁件凝固方式184

8.2 铸铁的收缩性质187

8.2.1 收缩产生的体积缺陷190

8.2.2 不均匀固态收缩产生铸造应力194

8.3 铁水流动性与充型能力195

8.3.1 液态合金流动性195

8.3.2 灰铸铁的流动性197

8.3.3 铁水表面张力对充型能力的影响200

8.4 断面敏感性201

8.5 焊接性能206

8.5.1 灰铸铁焊接熔池及热影响区207

8.5.2 铸铁焊接裂纹210

8.5.3 白口铸铁焊接211

8.6 切削性能211

参考文献213

第9章 球墨铸铁与蠕墨铸铁214

9.1 球墨铸铁显微组织214

9.1.1 基体组织215

9.1.2 石墨216

9.2 化学成分219

9.3 球化剂224

9.4.1 冲入法234

9.4 炉前处理234

9.4.2 压力加镁法237

9.4.3 镁丝法238

9.4.4 钟罩压入法239

9.4.5 转包法239

9.4.6 型内球化处理法240

9.4.7 炉前处理后铁水温度和成分的变化246

9.4.8 球化衰退现象247

9.4.9 球化剂加入量249

9.4.10 孕育处理250

9.5 异态石墨252

9.5.1 不规则石墨252

9.5.2 爆裂状石墨253

9.5.3 碎块石墨254

9.6 球墨铸铁特有铸造缺陷256

9.5.4 片状石墨和刺状石墨256

9.6.1 黑渣257

9.6.2 铸件表层石墨形态变异260

9.6.3 石墨分布状态变异261

9.6.4 皮下气孔263

9.6.5 反白口264

9.7 蠕墨铸铁264

9.7.1 蠕虫状石墨的形态特征265

9.7.2 蠕墨铸铁显微组织265

9.7.3 蠕虫状石墨的产生266

9.7.4 蠕化剂267

9.7.5 蠕化处理269

9.7.6 铸件化学成分选择270

9.7.7 蠕墨铸铁热处理271

9.7.8 蠕墨铸铁性能特点272

9.7.9 蠕墨铸铁的应用274

参考文献275

第10章 铸铁中的合金元素278

10.1 合金元素对凝固过程的影响278

10.2 合金元素对固态相变的影响282

10.3 碳化物形成元素的影响285

10.3.1 铬285

10.3.2 钒288

10.3.3 钼291

10.3.4 钛295

10.3.5 锰298

10.4 促进石墨化元素的影响300

10.4.1 镍300

10.4.3 硅304

10.4.2 铜304

10.5 微量元素的作用305

10.5.1 氮306

10.5.2 锡307

10.5.3 锑310

10.5.4 碲311

10.5.5 铋311

参考文献312

第11章 合金白口铸铁314

11.1 白口铸铁合金化314

11.1.1 白口铸铁中的合金碳化物314

11.1.2 铬白口铸铁317

11.2 高铬耐磨铸铁318

11.2.1 显微组织318

11.2.2 铸件成分选择324

11.2.3 高铬铸铁热处理328

11.2.4 高铬铸铁淬透性329

11.2.5 热处理作业335

11.2.6 高铬铸铁的熔化与铸造343

11.2.7 显微组织对高铬铸铁工作性能的影响345

11.3 镍铬白口铸铁347

参考文献351

第12章 可锻铸铁353

12.1 组织的形成353

12.1.1 渗碳体分解354

12.1.2 石墨在固相中形核356

12.1.3 石墨的生长357

12.1.4 基体组织358

12.2 可锻铸铁铸坯360

12.3.2 金相组织与力学性能364

12.3 铁素体可锻铸铁364

12.3.1 化学成分364

12.3.3 石墨化退火366

12.4 珠光体可锻铸铁368

12.5 球墨可锻铸铁371

12.6 白心可锻铸铁372

参考文献374

第13章 耐热铸铁及耐蚀铸铁375

13.1 高温下铸铁性状的变化375

13.1.1 铸铁的氧化375

13.1.2 铸铁高温静载强度377

13.1.3 蠕变379

13.1.4 热疲劳382

13.2 高合金耐热铸铁385

13.2.1 高镍耐热铸铁386

13.2.2 高铬耐热铸铁387

13.2.3 高硅耐热铸铁387

13.2.4 高铝耐热铸铁390

13.3 耐蚀铸铁393

13.3.1 金属腐蚀393

13.3.2 铸铁的腐蚀393

13.3.3 高硅耐蚀铸铁394

13.3.4 高镍奥氏体铸铁397

参考文献398

第14章 冷硬铸铁400

14.1 化学成分对冷硬铸铁组织和性能的影响400

14.2 工艺因素对冷硬铸铁组织的影响405

参考文献405