第一章 铁道机车车辆铸钢材料 1
第一节 分类 1
1 铸造碳钢 1
（1）化学成分 1
（2）力学性能 1
2 低合金铸钢 2
（1）化学成分 2
（2）力学性能 2
第二节 ZG230-450铸钢 3
1 基本元素对力学性能的影响 3
（1）碳 3
（2）硅和锰 3
（3）硫 4
2 热处理及其金相组织和力学性能 5
（1）热处理工艺概况 5
（2）金相组织和力学性能 6
第三节 低合金铸钢 7
1 合金元素在低合金铸钢中的作用 8
（1）常用合金元素的作用 8
（2）微量合金元素的作用 9
2 机车车辆用低合金铸钢的主要钢种 10
（1）发展概况 10
（2）机车车辆用低合金铸钢的主要钢种 10
3 低合金铸钢件的热处理 12
第二章 铸钢件生产工艺及质量检测 13
第一节 铸钢件生产工艺概况 13
1 炼钢工艺 13
（1）电炉及炉料 13
（2）供电 14
（3）熔化期作业 14
（4）氧化期作业 15
（5）还原期作业 15
（6）出钢加铝 16
2 铸造工艺 16
（1）型砂及耗砂量 16
（2）造型 16
（3）浇注系统及浇冒口 17
（4）浇注 17
3 铸件清理 17
（1）落砂清理 17
（2）切除浇冒口 17
（3）精整和焊补 18
4 热处理 18
（1）热处理炉 18
（2）热处理工艺 18
第二节 铸钢件质量检测 19
1 无损检测 19
2 化学成分分析 19
3 力学性能试验 20
（1）常规力学性能试验 20
（2）无塑性转变温度NDTT测定 20
（3）断裂性能测定 20
（4）疲劳性能测定 20
（5）耐磨性测定 20
（6）实物整体试验 20
4 低倍组织检验 21
（1）酸蚀试验 21
（2）硫印 21
5 金相检验 21
6 断口分析 21
7 铸钢件缺陷主要类型 21
第三章 铸钢中非金属夹杂物 25
第一节 冶炼时产生的夹杂物 25
1 锰铁、硅铁脱氧产生的夹杂物 25
2 复合脱氧剂脱氧产生的夹杂物 28
3 加铝沉淀脱氧产生的夹杂物 30
第二节 凝固析出的夹杂物 35
第三节 外来夹杂物 39
1 合金炉料烧损形成的夹杂物 39
2 二次氧化夹杂物 40
3 耐火材料类夹杂物 44
第四节 非金属夹杂物对铸钢件质量的影响 44
1 对铸钢件金相组织及力学性能的影响 44
2 引起铸件的热裂 45
3 引起箱形截面铸件的水爆裂纹 45
4 热裂或焊补热影响区易产生割裂、焊裂的脆断 45
第四章 结晶组织、铸态组织及热裂 52
第一节 结晶组织 52
第二节 水爆清砂后的铸态组织 55
1 小于Ar1水爆清砂或砂模内冷却铸件的铸态组织 56
（1）铸件表层组织 56
（2）铸件心部组织 56
2 Ar3～Ar1区间高温水爆清砂铸件的铸态组织 61
3 大于Ar3高温水爆清砂铸件的铸态组织 64
4 具有铸态组织铸件的断裂实例 67
（1）魏氏组织的13号车钩钩舌 67
（2）经高温水爆清砂的13号车钩钩舌 69
（3）铸态组织的15号尾框 70
第三节 铸钢件的热裂 71
1 外热裂 71
2 内热裂 78
3 缩沉热裂 81
第五章 铸钢件孔洞类缺陷 84
第一节 缩孔 84
第二节 缩松 89
第三节 漏箱 93
第四节 气孔 93
1 皮下气孔 94
2 微形开口气孔 96
3 内部气孔 99
4 局部气孔 103
5 夹砂气孔 106
第六章 芯撑对铸钢件断裂的影响 108
第一节 芯撑熔合不良对铸钢件断裂的影响 108
第二节 劣质钢丝组合芯撑所引起的水爆清砂裂纹 111
第三节 芯撑表面镀层对断裂的影响 113
1 镀锡芯撑 113
2 镀铜芯撑 119
第七章 水爆清砂裂纹及其遗传影响 120
第一节 正常水爆清砂裂纹 120
1 正常水爆清砂裂纹特征 120
（1）水爆清砂裂纹宏观特征 120
（2）水爆清砂裂纹面的微观形貌 122
（3）水爆清砂裂纹金相特征 123
2 铸造缺陷导致的正常水爆清砂裂纹 127
第二节 高温水爆清砂裂纹 131
1 沿晶岩石状断裂 131
（1）沿晶岩石状断裂特征 131
（2）影响高温水爆清砂沿晶岩石状断裂的因素 134
2 朽木状断裂 138
第三节 水爆清砂的遗传影响 141
1 水爆清砂残余应力引起的断裂 141
2 水爆清砂裂纹旁边及末端的铁素体内孪晶 141
3 水爆淬火硬化后的脆性断裂 143
4 滞后氢脆断裂 144
第八章 清理工艺对铸钢件断裂的影响 146
第一节 氧乙炔气割 146
第二节 电弧气刨 149
第三节 风动冷铲 151
第四节 电焊焊补 154
1 电焊焊补区组织 154
2 焊补区的裂纹及马氏体 156
3 焊补缺陷引起的断裂实例 158
第九章 ZG230-450铸钢的热处理组织 161
第一节 正常热处理组织 161
1 退火热处理组织 161
2 堆垛正火热处理组织 165
3 吹风正火热处理组织 167
第二节 偏低温度热处理的组织 171
1 略低于Ac1温度热处理的软化组织 171
2 Ac1～Ac3之间亚温热处理的残余铸态组织 173
（1）Ac1～Ac3之间亚温退火热处理的残余铸态组织 173
（2）Ac1～Ac3之间亚温正火热处理的残余铸态组织 181
3 高于并接近Ac3温度热处理的铸态遗传组织 187
第三节 铸件表面脱碳层组织 191
1 正火热处理的脱碳层组织 191
2 退火热处理的脱碳层组织 193
第四节 双层组织 195
第五节 回火组织 197
第六节 过热及过烧组织 200
第十章 低合金铸钢的金相组织 202
第一节 铸态组织 202
第二节 残余铸态组织 207
第三节 铸态遗传组织 210
第四节 退火组织 212
第五节 正火或正回火组织 214
第六节 淬回火组织 223
第十一章 异常化学成分对铸钢件断裂的影响 225
第一节 含碳量偏低及低温脆断 225
第二节 锰硫比偏低及岩石状脆断 227
第三节 高磷脆断 229
第四节 高锡脆断 231
第五节 高铜脆断 236
第六节 高铝脆断 238
第十二章 机车车辆铸钢件断裂失效分析实例 243
第一节 摇枕及侧架断裂失效分析 243
1 转8型摇枕断裂失效分析 243
2 转3型摇枕断裂失效分析 246
3 侧架断裂失效分析 251
第二节 车钩断裂失效分析 254
1 13号车钩钩体断裂失效分析 254
2 13号车钩钩舌尾部断裂失效分析 257
3 13号车钩钩舌内腕断裂失效分析 259
第三节 尾框断裂失效分析 263
1 13号尾框断裂失效分析 263
2 15号尾框断裂失效分析 266
第四节 其他铸钢件断裂失效分析 268
参考资料 271