《铸造合金及其熔炼》

常用计量单位表1

常用符号表1

绪论1

前言1

第一篇 铸铁及其熔炼4

第一章 灰铸铁4

1-1 灰铸铁的性能及其技术要求4

一、灰铸铁的性能特点4

二、灰铸铁的牌号及技术要求6

1-2 铸铁的结晶8

一、碳在铸铁中的存在形式8

二、铁碳二元双重状态图9

三、灰铸铁的一次结晶12

四、灰铸铁的二次结晶16

一、铸铁中的石墨及其对机械性能的影响17

1-3 铸铁的金相组织及其与机械性能的关系17

二、铸铁中金属基体与机械性能的关系22

1-4 铸铁的化学成分对组织与性能的影响24

一、化学元素在铸铁中的存在形式及其对状态图的影响25

二、碳和硅对铸铁组织与机械性能的影响26

三、硫和锰对铸铁组织与性能的影响29

四、磷对铸铁组织与性能的影响30

五、铸铁中合金元素对组织与性能的影响32

1-5 冷却速度及其它工艺因素对铸铁组织性能的影响。铸件化学成分的确定33

一、铸件冷却速度对铸铁组织性能的影响33

二、铸铁的液体状态对组织性能的影响35

三、铸铁化学成分的确定和控制36

1-6 铸铁的铸造性能40

一、流动性40

二、收缩性45

三、铸铁件的缩孔48

四、铸造应力、裂纹与变形50

五、铸铁中的气体54

六、铸铁的偏析57

1-7 孕育铸铁58

一、孕育铸铁的制造原理58

二、孕育铸铁的化学成分与配料60

三、孕育处理工艺60

四、孕育铸铁的炉前控制61

五、孕育铸铁的性能及应用62

1-8 蠕墨铸铁63

一、蠕墨铸铁的熔制工艺63

二、蠕墨铸铁的组织、性能与应用65

2-1 球墨铸铁的性能和应用67

一、球墨铸铁的规格和技术要求67

第二章 球墨铸铁67

二、球墨铸铁的性能特点及应用68

2-2 球墨铸铁的金相组织及其与机械性能的关系71

一、石墨及其与机械性能的关系72

二、基体组织及其与机械性能的关系74

三、球墨铸铁的铸态组织75

2-3 球墨铸铁的结晶76

一、球墨铸铁的一次结晶76

二、球状石墨的晶体结构78

三、球化理论概述79

2-4 球墨铸铁中化学成分的确定81

一、球墨铸铁中化学成分的确定81

二、球墨铸铁中常用合金元素的作用和使用范围83

三、球墨铸铁铁水的熔化要求84

2-5 球墨铸铁的处理工艺84

一、镁和稀土元素在铁水中的作用84

二、球化剂的成分要求86

三、球化剂的加入量87

四、球化处理工艺89

五、孕育处理91

六、炉前检验92

2-6 球墨铸铁的铸造性能和铸造缺陷94

一、球墨铸铁的凝固特点94

二、球墨铸铁的铸造性能94

三、球墨铸铁的常见缺陷和防止方法96

2-7 球墨铸铁的热处理100

一、铸铁热处理的特点100

二、球墨铸铁热处理工艺102

第三章 可锻铸铁及特种铸铁108

3-1 可锻铸铁108

一、可锻铸铁的石墨化原理108

二、可锻铸铁白口铸件的熔制111

三、可锻铸铁的石墨化退火工艺113

四、缩短可锻铸铁退火周期的措施115

五、可锻铸铁常见的缺陷及防止措施116

3-2 耐磨铸铁118

一、在润滑条件下工作的耐磨铸铁118

二、干摩擦条件下工作的耐磨铸铁124

3-3 耐热铸铁和耐蚀铸铁125

一、铸铁的高温破坏及耐热性要求125

二、耐热铸铁的类别、成分和性能126

三、耐蚀铸铁及其类别、成分和性能129

第四章 铸铁的熔炼131

4-1 铸铁熔炼概述131

一、冲天炉的熔炼过程131

二、铸铁熔炼的技术要求132

一、焦炭的燃烧134

4-2 冲天炉的熔炼原理134

二、铁料的熔化142

三、冲天炉内的冶金反应147

4-3 冲天炉熔炼工艺157

一、冲天炉用的耐火材料及砌炉工艺157

二、冲天炉用的焦炭及使用控制160

三、冲天炉送风及其控制166

四、冲天炉特性曲线(网格)图及其应用169

五、冲天炉的熔渣及其控制171

六、冲天炉熔炼过程中的故障174

4-4 冲天炉用金属炉料及配料计算177

一、冲天炉用金属炉料177

二、配料计算180

4-5 冲天炉铸铁熔炼的测试技术184

一、铁水温度的测定184

二、冲天炉风量和风压的测定188

三、冲天炉的炉气分析190

四、铁水中含氧量的测定191

4-6 冲天炉炉型及结构特点193

一、冲天炉炉型分析193

二、冲天炉的结构分析200

4-7 鼓风机的选用206

一、冲天炉送风阻力分析206

二、冲天炉常用鼓风机的特性及选用207

4-8 特种化铁炉213

一、水冷无炉衬冲天炉213

二、外加燃料助熔的焦炭冲天炉213

三、煤粉化铁炉215

四、燃油化铁炉和燃气化铁炉217

五、电化铁炉217

一、碳钢的结晶过程221

5-1 碳钢的结晶过程和铸态组织221

第五章 铸造碳钢221

第二篇 铸钢及其熔炼221

二、碳钢的铸态组织223

5-2 化学成分对铸造碳钢机械性能的影响227

一、碳的影响227

二、硅的影响227

三、硫的影响227

四、锰的影响228

五、磷的影响228

5-3 碳钢铸件热处理的特点228

一、全退火228

二、正火229

三、正火加回火230

四、扩散退火230

一、铸钢的流动性232

5-4 碳钢的铸造性能232

二、铸钢的体积收缩率和缩孔率233

三、铸钢的线收缩234

四、铸钢件的热裂235

五、铸钢件的冷裂237

六、钢液中的气体237

七、铸钢中非金属夹杂物239

八、铸钢中的偏析240

第六章 铸造合金钢242

6-1 铸造低合金结构钢242

一、合金元素在铸钢中的作用242

二、单元素铸造低合金钢243

三、多元素铸造低合金钢245

四、低合金钢的铸造性能特点245

五、低合金钢铸件的热处理247

一、铸造高锰钢248

6-2 铸造高合金钢248

二、铸造不锈钢250

三、铸造耐热钢256

四、铸造低温用钢257

五、铸造工具钢258

第七章 铸钢的熔炼260

7-1 概述260

一、转炉炼钢法260

二、平炉炼钢法261

三、电弧炉炼钢法的优缺点261

7-2 炼钢用原材料262

一、金属材料262

二、造渣材料263

三、氧化材料263

7-3 三相电弧炉的构造264

一、三相电弧炉的结构概述264

五、耐火材料264

四、增碳材料264

二、炉体及炉衬砌筑265

三、炉盖267

四、装料机构267

五、电极升降与夹持机构267

六、倾炉机构267

七、电气装置268

八、水冷装置269

九、电极269

十、电弧炉的主要技术指标270

7-4 碱性电弧炉氧化法炼钢工艺270

一、扒补炉271

二、装料272

三、熔化期273

四、氧化期275

五、还原期280

六、出钢287

七、浇注288

7-5 碱性电弧炉不氧化法炼钢工艺特点289

7-6 酸性电弧炉炼钢工艺特点291

7-7 感应电炉炼钢291

一、感应电炉炼钢的特点292

二、感应电炉的结构及炉衬293

三、无芯感应电炉的熔炼294

7-8 真空感应电炉炼钢297

第三篇 铸造有色合金及其熔炼300

第八章 铸造铝合金及其熔炼300

8-1 铸造铝合金300

一、铸造铝合金的分类300

二、铸造铝硅合金304

三、铸造铝铜合金309

四、铸造铝镁合金310

五、铸造铝锌合金312

六、铝合金的铸造性能及工艺特点313

七、铸造铝合金的热处理315

8-2 铸造铝合金的熔炼319

一、铸造铝合金的熔炼特点319

二、炉料及配料计算320

三、铸造铝合金的去气和精炼325

四、铸造铝合金的变质处理330

五、典型铝合金熔炼工艺介绍332

第九章 铸造铜合金及其熔炼333

9-1 铸造铜合金333

一、纯铜性质及铸造铜合金的分类333

二、铸造锡青铜334

三、铸造铝青铜343

四、铸造黄铜347

9-2 铸造铜合金的熔炼352

一、脱氧352

二、去气355

三、精炼356

四、铜合金的熔炼工艺357

第十章 其他铸造有色合金及其熔铸364

10-1 铸造镁合金及其熔铸特点364

一、铸造镁合金的成分、组织与性能364

二、铸造镁合金的熔铸特点366

10-2 铸造锌合金及其熔铸特点367

一、铸造锌合金的性能特点367

二、铸造锌合金的牌号、成分与组织367

三、铸造锌合金的熔炼368

二、锡锑和铅锑轴承合金369

10-3 轴承合金及其熔铸特点369

一、轴承合金的分类369

三、锡锑和铅锑轴承合金的熔化和浇注371

第十一章 铸造有色合金熔炼炉372

11-1 坩埚炉372

一、焦炭坩埚炉372

二、燃油坩埚炉和燃气坩埚炉374

三、电阻坩埚炉375

11-2 感应电炉376

一、高频感应电炉376

二、中频感应电炉377

三、工频感应电炉378

11-3 反射炉和电弧炉379

一、反射炉379

二、电弧炉380