稀土镁球墨铸铁生产技术及应用PDF电子书下载

第一章 概论 1

一、球墨铸铁的产生 1

目录 1

二、球墨铸铁的发展及应用 2

第二章 铸铁的结晶过程和组织 6

一、铸铁的基本组成相 6

（一）纯铁的晶体结构 7

（二）铸铁常见的基本组成相 8

（一）铁—碳状态图 11

（三）液态铸铁的结构 11

二、铁碳及铁碳硅状态图 11

（二）铁—碳—硅状态图 18

（三）铸铁中常见元素对铁—碳状态图临界点位置的影响 19

三、白口铸铁和灰铸铁的一次结晶 22

（一）化学成份、冷却速度、孕育处理影响石墨化倾向的机理 23

（二）铸铁的等温及连续冷却结晶转变图 25

（三）白口铸铁的一次结晶 27

（四）灰铸铁的一次结晶 30

四、球墨铸铁的一次结晶和球状石墨的形成 36

（一）形成球状石墨的条件 36

（二）球墨铸铁的一次结晶过程 36

（三）球状石墨的结构 40

（四）关于铸铁中石墨的球化机理 43

（五）球墨铸铁的粥状凝固 46

五、铸铁的重结晶和金属基体组织的形成 52

（二）冷却速度对铸铁重结晶的影响 53

（一）铸铁重结晶的机构 53

（三）化学成份对铸铁重结晶的影响 54

（四）一次结晶组织对铸铁重结晶的影响 54

（五）球墨铸铁铸态金属基体组织的特点 55

第三章 球墨铸铁的使用性能 57

一、球墨铸铁的物理性能 57

（一）密度 57

（二）热膨胀系数α 58

（三）导热系数λ 58

（五）电阻 59

（四）比热 59

（六）磁性 60

二、常温机械性能 61

（一）球墨铸铁的牌号 61

（二）球墨铸铁的静态机械性能 64

（三）球墨铸铁的一次冲击韧性 65

（四）球墨铸铁的多次冲击抗力 66

（五）球墨铸铁的疲劳性能 67

1．弯曲疲劳性能 67

2．扭转疲劳极限 74

3．接触疲劳性能 74

（六）球墨铸铁的断裂韧性 76

（七）球墨铸铁的减振性 78

（八）石墨球数目、尺寸对球墨铸铁机械性能的影响 79

（九）球型对球墨铸铁机械性能的影响 80

三、球墨铸铁的断面均一性 84

四、球墨铸铁的耐磨性 85

（一）低温静态机械性能 87

五、球墨铸铁的低温机械性能 87

（二）低温冲击韧性 89

（三）低温小能量多次冲击抗力 91

六、球墨铸铁高温机械性能 93

七、球墨铸铁的耐热性 95

八、球墨铸铁的耐蚀性 97

第四章 球墨铸铁的化学成份 103

（一）碳当量的选择 106

一、碳和硅 106

（二）碳对球墨铸铁铸造性能和球化效果的影响 107

（三）碳对球墨铸铁机械性能的影响 108

（四）硅对球墨铸铁铸造性能和球化效果的影响 108

（五）硅对球墨铸铁机械性能的影响 109

二、锰 112

（一）锰在球墨铸铁中的形态分布和作用 112

（二）锰对球墨铸铁机械性能的影响 114

三、磷 118

（一）磷在球墨铸铁中的形态和作用 118

（二）磷对球墨铸铁机械性能的影响 120

（三）减轻磷之有害作用的措施 122

四、硫 124

（一）硫在球墨铸铁中的存在形态 124

（二）硫对球化效果的影响 125

五、铜 126

（一）铜在球墨铸铁中的形态和对球化效果的影响 126

（二）铜对球墨铸铁机械性能的影响 127

（一）钼在球墨铸铁的存在形态及作用 128

六、钼 128

（二）钼对球墨铸铁机械性能的影响 130

七、钒 132

（一）钒的存在形态和其对球墨铸铁金属基体的作用 132

（二）钒对球墨铸铁机械性能的影响 133

八、锡 133

（一）锡的存在形态和其对球化效果、金属基体的影响 133

（二）锡对球墨铸铁机械性能的影响 134

（一）反球化元素对镁球墨铸铁球化效果的影响 135

十、反球化元素 135

九、钨 135

（二）反球化元素在稀土镁球墨铸铁中的作用 138

十一、原生铁 139

第五章 球化及孕育处理工艺 145

一、镁的性质和作用 145

（一）镁与常见元素之间的相图 145

（二）镁的去气、脱硫作用 148

二、稀土元素的性质和作用 151

（三）镁在球墨铸铁中的分布和存在形式 151

（一）稀土元素与常见元素的相图 152

（二）稀土元素的去气、脱硫作用 154

（三）稀土元素与低熔点杂质的作用 158

（四）稀土元素在球墨铸铁中的分布 159

三、镁和稀土元素对铸铁结晶的影响 160

（一）镁对铸铁结晶的影响 160

（二）稀土元素对铸铁结晶的影响 160

（三）镁和稀土元素对球化效果的联合作用 161

（一）钙的性质和球化作用 162

四、钙的性质和球化作用 162

（二）M6合金球化剂（稀土钙镁硅铁合金）的应用 163

五、球化剂成份的选择及球化处理 164

（一）冲入法 164

1．稀土镁球化剂成份的选择及配料 164

2．球化剂加入量 168

3．冲入法球化处理工艺 168

2．压力加镁包 170

1．压入法基本原理 170

（二）压入法 170

3．压入法处理工艺 171

（三）型内球化处理法和中间包处理法 173

（四）国外球化剂及球化处理工艺 173

（五）球化衰退 177

六、稀土镁球化剂的熔制 179

（一）各种炉料的特性 180

（二）球化剂的熔制 180

（一）孕育剂的种类及成份 183

七、孕育剂及孕育处理 183

（三）球化剂质量检查及防护 183

（二）孕育衰退 184

（三）孕育处理方法 185

（四）孕育效果的评价 192

八、球化不良的原因及对策 192

（一）化学成份 192

（二）球化衰退和孕育衰退 193

（三）熔化工艺 193

一、如何提高铁水温度 197

第六章 球墨铸铁的熔化 197

（一）改进鼓风数量及质量 198

1．使用最佳风量 198

2．热风 204

3．氧气送风 205

（二）改善供风条件 206

1．降低风口比、缩小风口直径（小风口）的作用 206

2．增添风口排数的作用 207

3．两排风口大排距冲天炉 209

4．炉底中央送风 211

5．曲线炉膛 212

（三）改善炉料状况 213

二、降低铁水含硫量 215

（一）冲天炉熔化过程中铁水硫量的变化 215

（二）冲天炉内如何降低铁水含硫量 216

（三）炉外脱硫 218

一、缩孔及缩松 225

（一）形态及特征 225

第七章 铸造性能及缺陷 225

（二）影响球墨铸铁缩孔及缩松的因素 226

（三）关于形成缩孔及缩松的看法 227

（四）消除缩孔及缩松的措施 230

二、线收缩 232

（一）自由线收缩曲线分析 233

（二）铸型性质的影响 235

（三）化学成份的影响 236

三、流动性 238

（一）夹渣的形态与组成 239

四、夹渣 239

（二）影响形成夹渣的因素 241

（三）夹渣形成的机理 243

（四）防止夹渣的措施 244

五、皮下气孔 245

（一）皮下气孔的形态 245

（二）影响形成皮下气孔的因素 245

（三）产生皮下气孔的机理 247

（四）防止产生皮下气孔的措施 249

（一）石墨漂浮的特征及形态 250

六、石墨漂浮（石墨偏析） 250

（二）影响石墨漂浮的因素 252

（三）形成石墨漂浮的一些看法 254

（四）防止石墨漂浮的措施 255

七、反白口 255

（一）形态和特征 256

（二）影响因素 257

八、灰斑 258

（三）关于形成反白口的一些看法 258

（四）防止反白口的措施 258

（一）形态及特征 259

（二）影响因素 260

（三）防止灰斑的措施 261

九、铸造应力，热裂及冷裂 261

（一）铸造应力的产生 261

（二）影响铸造应力的因素 262

（三）防止措施 263

（一）顺序凝固工艺 266

第八章 铸造工艺 266

一、用不同的凝固方式消除球墨铸铁件的缩孔 266

（二）同时凝固工艺 268

二、球墨铸铁的冒口 269

（一）冒口的种类 269

（二）冒口尺寸 270

三、采用无冒口工艺消除缩孔及缩松 273

（二）冷铁的种类、尺寸及注意事项 278

（一）冷铁的作用 278

四、用冷铁消除缩孔及缩松 278

五、浇注系统 280

（一）球墨铸铁浇注系统的特点 280

（二）浇注系统各组元尺寸的计算 281

六、型砂 283

七、典型铸型工艺 283

第九章 球墨铸铁的热处理 288

（一）球墨铸铁共析转变的临界温度范围 289

一、球墨铸铁加热和冷却时组织的转变 289

（二）球墨铸铁加热时组织的转变 291

1．低于共析转变温度范围下限的加热 291

2．在共析转变温度范围内的加热 292

3．在共析转变温度范围以上的加热 296

（三）球墨铸铁冷却时组织的转变 297

1．奥氏体等温转变曲线图的建立 297

2．不同过冷度下奥氏体的等温转变过程及形成的组织（铁素体、珠光体转变及贝氏体转变） 300

3．马氏体转变 310

4．球墨铸铁在连续冷却过程中的组织转变 311

（四）影响奥氏体转变的因素 316

1．化学成份的影响 316

2．铸态组织中元素偏析的影响 319

3．奥氏体化温度和保温时间 319

4．球墨铸铁的淬透性 319

二、球墨铸铁的热处理工艺 321

（一）退火 321

1．高温阶段石墨化退火 322

2．低温阶段石墨化退火 323

3．石墨化退火工艺对球墨铸铁机械性能的影响 326

（二）正火 326

1．普通正火 327

2．部分奥氏体化正火 329

3．低碳奥氏体化正火和不平衡状态的快速正火 334

（三）等温淬火 338

1．奥氏体化温度和保温时间 339

2．等温温度及时间 341

3．原始组织的影响 345

4．等温淬火后的回火 346

5．等温淬火的设备 346

6．球墨铸铁等温淬火典型工艺 347

7．球墨铸铁等温淬火常见缺陷的防止 349

（四）淬火加回火 349

1．淬火温度的选择 351

2．冷却介质 353

3．回火 353

4．球墨铸铁淬火回火典型工艺 356

（五）表面热处理 358

1．表面淬火 358

2．表面化学热处理 362

第十章 球墨铸铁的焊补及机加工 366

一、球墨铸铁的焊补 366

（一）球墨铸铁的焊补特点 366

（二）球墨铸铁焊缝及近缝区的显微组织 366

（三）球墨铸铁的焊补方法 369

1．球墨铸铁的电弧焊 369

2．球墨铸铁的气焊 377

二、球墨铸铁的气割 378

三、球墨铸铁的机加工性能 379

（一）球墨铸铁、灰铸铁及钢材的切削性能对比 379

（二）金属基体对球墨铸铁切削性能的影响 380

（三）切削铁素体球墨铸铁的刀具后刀面固着现象 382

（四）球墨铸铁的磨削 383

（五）化学成份对球墨铸铁机加工性能的影响 384

（一）生产上常用的炉前快速检验铁水球化情况的方法 385

一、炉前检验 385

第十一章 球墨铸铁的检验 385

（二）炉前快速金相观察 386

（三）电阻法快速测定石墨形状 389

（四）热分析法快速测定球墨铸铁的显微组织 391

二、炉后金相检验 391

（一）取样 392

（二）制备金相试样 393

（三）金相检验标准 393

三、无损检测 397

（一）磁粉探伤 398

（二）超声波探伤 399

（三）射线探伤 400

（四）音频检测球墨铸铁件的球化情况 400

（五）用超声波速度检测球墨铸铁件的球化情况 401

四、机械性能检验 402

（一）取样 402

（二）抗拉试验 402

（三）硬度试验 403

（四）冲击试验 404

（五）小能量多次冲击试验 405

（六）疲劳试验 405

（七）断裂韧性Klc的测试 407

五、稀土镁球墨铸铁的化学分析 409

（一）稀土元素总量的测定 409

（二）球墨铸铁中镁的比色测定 410

附录一 413

附录二 415