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第1章导论 1

1.1铸铁的液态结构 1

1.1.1Fe3C分子 1

1.1.2碳簇（C6）n 1

1.1.3铁液的遗传性 2

1.2铁－碳相图 3

1.2.1Fe-Fe3C相图、Fe-C（石墨）相图并存的理论依据 3

1.2.2铁－碳双重相图 3

1.2.3铁－碳－硅三元相图 5

1.2.4合金元素对铁－碳相图的影响 6

1.3铸铁的非平衡凝固 6

1.3.1Fe-C-Si凝固相图的建立 6

1.3.2铸铁的非平衡凝固概念与过程 8

1.4铸铁稳定系与介稳定系的转化 12

1.4.1铸铁的灰口或白口凝固趋势 12

1.4.2影响铸铁灰口（或白口）凝固的因素 13

1.5.1热碱法彩色金相原理 18

1.5铸铁的彩色金相技术 18

1.5.2热碱法彩色金相特点 19

1.5.3热碱法彩色金相操作工艺 22

参考文献 24

第2章灰铸铁 26

2.1铸铁中的石墨 26

2.1.1石墨的晶体结构 26

2.1.2石墨的晶体缺陷 27

2.1.3石墨形核的条件 30

2.1.4石墨生长机制 31

2.1.5石墨生长中的分枝 32

2.2初生片状石墨的结晶 34

2.2.1初生（C、F型）石墨结晶的热力学 34

2.2.2初生石墨的析出 34

2.2.3Kish石墨 34

2.3灰铸铁初生奥氏体的结晶 35

2.3.1初生奥氏体结晶热力学 35

2.3.2初生奥氏体的形核 36

2.3.3初生奥氏体的生长 36

2.3.4初生奥氏体的宏观凝固形态 39

2.3.5影响奥氏体枝晶数量的因素 40

2.3.6初生奥氏体枝晶对灰铸铁性能的影响 41

2.4灰铸铁的共晶结晶 43

2.4.1共晶结晶的热力学 44

2.4.2共晶晶粒（共晶团）的形核与灰铸铁的孕育 44

2.4.3共晶团的生长——石墨片外围奥氏体晕圈的形成与石墨不断分枝 48

2.4.4共晶团的分类 50

2.4.5共晶石墨（A、D、E、B型及珊瑚状石墨）的形成 50

2.5.1LTF区铁液的结晶特点 55

2.5灰铸铁共晶末期最后凝固LTF区铁液的结晶 55

2.5.2LTF区铁液的结晶 56

2.5.3LTF区凝固组织对灰铸铁性能的影响 59

2.6铸铁的偏析 63

2.6.1微观偏析的度量 63

2.6.2影响铸铁微观偏析的因素 64

2.6.3灰铸铁微观偏析特点 65

2.6.4偏析对灰铸铁组织与性能的影响 67

参考文献 68

3.1.1形核物质 72

第3章球墨铸铁 72

3.1球状石墨的形核 72

3.1.2形核机制 73

3.1.3球墨铸铁的孕育 77

3.2球状石墨的生长 80

3.2.1球状石墨生长的工艺条件 80

3.2.2晶体按球状生长的结晶学条件 81

3.2.3石墨球的缺陷生长及过冷的作用 83

3.3球墨铸铁中的奥氏体枝晶 89

3.3.2奥氏体枝晶的形成 91

3.3.1球墨铸铁的奥氏体枝晶分类 91

3.3.3影响奥氏体缓冷枝晶的因素 96

3.3.4奥氏体枝晶对缩松的影响 97

3.3.5奥氏体枝晶对球墨铸铁性能的影响 98

3.4球墨铸铁的共晶结晶 98

3.4.1球墨铸铁的离异共晶 98

3.4.2石墨球外围奥氏体晕圈的形成 99

3.4.3石墨球在奥氏体晕圈内的生长 104

3.4.4石墨形状与奥氏体外壳的关系 105

3.5球墨铸铁共晶末期最后凝固LTF区铁液的结晶 109

3.5.1晶间碳化物 109

3.5.2畸形石墨 109

3.5.3夹杂物 109

3.5.4奥氏体及其转化组织 109

3.5.5缩松 109

3.6球墨铸铁的凝固形貌 116

3.6.1微观凝固形貌 116

3.6.2宏观凝固形貌 117

3.6.3薄壁球墨铸铁的凝固 122

3.6.4厚壁球墨铸铁的凝固 125

3.6.5球墨铸铁凝固品质的评价 138

3.7球墨铸铁的偏析 142

3.7.1元素在球墨铸铁中的偏析行为 142

3.7.2影响球墨铸铁偏析的因素 144

3.7.3偏析对球墨铸铁组织及性能的影响 148

参考文献 150

4.1.1蠕虫状石墨的形核与蠕墨铸铁的孕育 157

第4章蠕墨铸铁 157

4.1蠕虫状石墨的形核 157

4.1.2蠕虫状石墨的雏晶 158

4.2蠕虫状石墨的生长 159

4.2.1形成蠕虫状石墨的工艺条件 159

4.2.2蠕虫状石墨的生长机制 161

4.3蠕墨铸铁初生相的结晶 166

4.3.1初生奥氏体 166

4.3.2初生石墨球 167

4.4.2共晶团的形成过程 169

4.4蠕墨铸铁的共晶结晶 169

4.4.1共晶团的核心 169

4.4.3蠕虫状石墨共晶团的特点 170

4.5蠕墨铸铁共晶末期LTF区铁液的结晶 173

4.5.1LTF区铁液的特点 173

4.5.2在LTF区形成的组织 175

4.6蠕墨铸铁的凝固形貌 177

4.6.1蠕墨铸铁的凝固过程 177

4.6.3蠕墨铸铁的凝固形貌 179

4.6.2蠕墨铸铁的凝固冷却曲线特点 179

4.7蠕墨铸铁的偏析 182

参考文献 184

第5章白口铸铁 186

5.1概述 186

5.1.1普通白口铸铁 186

5.1.2低合金白口铸铁 186

5.1.3高合金白口铸铁 186

5.1.4合金元素在白口铸铁中的作用 188

5.2白口铸铁中的碳化物 190

5.2.1碳化物的类型 191

5.2.2碳化物的特性 193

5.3白口铸铁初生碳化物的结晶 194

5.3.1初生渗碳体（Fe3C）结晶的热力学与动力学 194

5.3.2初生渗碳体（Fe3C）的结晶 195

5.3.3初生碳化物（M7C3）的结晶 197

5.3.4初生碳化物（M6C）的结晶 197

5.4.1初生奥氏体形态 198

5.4白口铸铁初生奥氏体的结晶 198

5.4.2影响初生奥氏体形态的 200

因素 200

5.4.3初生奥氏体形态对白口铸铁铸造缺陷的影响 200

5.5白口铸铁的共晶结晶 202

5.5.1共晶结晶的热力学与动 202

力学 202

5.5.2普通白口铸铁的共晶结晶 202

及共晶结晶 206

5.5.3高铬白口铸铁的凝固 206

5.5.4钨系白口铸铁的共晶结晶 214

5.5.5白口铸铁共晶组织的改性 215

5.6白口铸铁共晶末期LTF区铁液的结晶 217

5.6.1普通白口铸铁LTF区铁液的结晶 217

5.6.2高合金白口铸铁LTF区的 217

结晶 217

5.7白口铸铁的偏析 218

5.7.1元素在低合金白口铸铁中的分布 218

5.7.2元素在高铬铸铁中的分布 220

参考文献 221