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目 录 1

绪论 1

第一章液态金属的结构与性质 6

§1-1液态金属的结构 6

一、金属原子的热运动 6

二、金属的熔化 8

三、金属的液态结构 9

四、实际金属的液态结构 12

一、液态金属的基本物理性质 14

§1-2液态金属的性质 14

二、液态金属的粘滞性 15

三、液态金属的表面现象 20

第二章液态金属在铸型中的流动 27

§2-1 液态金属的水力学特点和充型过程的水力学计算 27

一、水力学特点 27

二、充型过程的水力学计算 28

§2-2液态金属充型能力的基本概念 31

§2-3液态金属的停止流动机理及充型能力的计算 33

一、液态金属的停止流动机理 33

二、液态金属充型能力的计算 35

§2-4影响充型能力的因素及提高充型能力的措施 38

一、金属性质方面的因素 39

二、铸型性质方面的因素 45

三、浇注条件方面的因素 46

四、铸件结构方面的因素 48

第三章铸件的凝固 50

§3-1铸件与铸型的热交换特点 50

§3-2铸件的温度场 54

一、数学分析法 54

二、数值计算法 57

三、铸件温度场的测定 69

四、影响铸件温度场的因素 72

§3-3铸件的凝固方式 75

一、凝固动态曲线 75

二、凝固区域及其结构 76

三、铸件的凝固方式及其影响因素 77

§3-4金属的凝固方式与铸件质量的关系 81

一、窄结晶温度范围的合金 81

二、宽结晶温度范围的合金 82

三、中等结晶温度范围的合金 84

四、灰铸铁和球墨铸铁 85

§3-5铸件的凝固时间 86

一、凝固时间的理论计算 86

二、经验计算法 89

第四章液态金属结晶的基本原理 94

§4-1液态金属的结晶过程 94

一、液态金属结晶对铸件质量的影响 94

二、液态金属的结晶过程 94

三、铸件的晶粒组织 95

二、自发生核（均质生核） 98

一、结晶过程的热力学条件 98

§4-2生核过程 98

三、非自发生核（异质生核） 102

§4-3晶体生长 107

一、晶体生长的原子过程 107

二、晶体的生长速度 108

三、晶体的生长表面 109

四、固—液界面的结构 109

五、界面的稳定性 112

六、晶体的生长方式 113

一、固—液界面前沿的溶质再分配 116

§4-4单相合金的结晶 116

二、成分过冷 123

§4-5多相合金的结晶 137

一、共晶合金的结晶 137

二、包晶合金的结晶 149

三、偏晶合金的结晶 151

§4-6液体流动对结晶过程的影响 152

一、浇注和凝固过程中液体的流动 152

二、液体流动对铸件结晶过程的影响 153

一、表面细晶粒区的形成 157

§5-1 铸件典型晶粒组织的形成及其影响因素 157

第五章铸件晶粒组织的形成和控制 157

二、内部柱状晶区的形成 158

三、中心等轴晶区的形成 158

§5-2铸件晶粒组织的控制 160

一、等轴晶组织的获得及细化 160

二、铸件晶粒的局部细化 164

三、单向结晶 166

第六章铸件的化学成分不均匀性 172

§6-1概述 172

一、晶内偏析（技晶偏析） 173

§6-2微观偏析 173

二、晶间偏析 176

§6-3宏观偏析 178

一、正偏析 178

二、逆偏析 182

三、V型偏析和逆V型偏析 183

四、带状偏析 184

五、重力偏析 186

二、气体来源 187

一、气体存在的形态 187

§7-1概述 187

第七章铸件中的气体 187

三、气体对铸件质量的影响 188

§7-2气体溶解与析出 188

一、金属吸收气体的过程 188

二、气体在金属中的溶解度 189

§7-3析出性气孔 194

一、特征 194

二、析出性气孔的形成 194

三、防止析出性气孔的途径 197

二、金属与铸型间反应性气孔 198

§7-4反应性气孔 198

一、特征 198

三、金属液内反应性气孔 204

第八章铸件中非金属夹杂物 206

§8-1概述 206

一、非金属夹杂物的来源和分类 206

二、非金属夹杂物对铸件质量的影响 207

§8-2一次非金属夹杂物 209

一、形成条件 209

二、夹杂物的偏晶结晶 211

三、一次夹杂物的长大与粗化 212

四、排除金属液中一次夹杂物的途径 213

五、夹杂物的分布 213

§8-3二次氧化夹杂物 214

一、二次氧化夹杂物的形成机理 214

二、影响二次氧化夹杂物的因素 215

三、防止和减少二次氧化夹杂物的途径 216

§8-4合金凝固时产生的非金属夹杂物 217

一、凝固时夹杂物的形成 217

二、夹杂物的形状 219

三、夹杂物的大小 220

四、夹杂物的分布 221

第九章铸件的收缩 222

§9-1铸造合金的收缩 222

一、收缩的基本概念 222

二、铸钢的收缩 225

三、铸铁的收缩 227

四、铸件的收缩 230

一、缩孔 232

§9-2铸件中的缩孔和缩松 232

二、缩松 236

三、灰铸铁和球铁铸件的缩孔和缩松 239

§9-3防止铸件产生缩孔和缩松的途径 241

一、顺序凝固和同时凝固 241

二、浇注系统的引入位置及浇注工艺 245

三、冒口、补贴和冷铁的应用 246

四、加压补缩 248

第十章铸件的热裂 250

§10-1概述 250

一、热裂形成的温度范围 251

§10-2热裂形成的温度范围及形成机理 251

二、热裂形成机理 253

§10-3影响热裂形成的因素 256

一、铸造合金性质的影响 256

二、铸型性质的影响 259

三、浇注条件的影响 261

四、铸件结构的影响 261

§10-4防止铸件产生热裂的途径 262

一、热应力产生过程 264

§11-2铸件在冷却过程中产生的热应力 264

§11-1概述 264

第十一章铸造应力、变形及冷裂 264

二、影响残余热应力的因素 266

§11-3铸件在冷却过程中产生的 269

相变应力 269

§11-4 铸件在冷却过程中产生的机械阻碍应力 270

§11-5减小及消除铸造应力的途径 270

§11-6铸件的变形 272

§11-7铸件的冷裂 274

§11-8防止铸件产生变形和冷裂的途径 275

附录：国际单位制（SI）及其换算 277