1 球墨铸铁概论 小林俊郎 1
1.1 铸铁的特征 1
1.2 球墨铸铁 8
1.2.1 历史 8
1.2.2 制造方法 9
1.2.3 石墨的球化理论 12
1.2.4 热处理 18
1.2.4.1 基体组织的形成和热处理 18
1.2.4.2 基体组织对力学性能的影响 21
1.2.4.3 基于合金化和热处理的强韧化 29
1.2.4.4 奥氏体等温淬火球墨铸铁(ADI) 38
参考文献 47
2 静态拉伸性能 野口徹 51
2.1 基本性能 51
2.1.1 应力——应变曲线 51
2.1.2 抗拉强度和延伸率 52
2.1.3 屈服强度 53
2.1.4.1 弹性模量的实测值 54
2.1.4 弹性模量及泊松比 54
2.1.4.2 铸铁弹性模量的力学探讨 55
2.1.4.3 弹性模量随加载应力水平的变化 57
2.2 球墨铸铁的静态断裂行为 58
2.3 影响拉伸性能的各种因素 61
2.3.1 化学成分 61
2.3.2 珠光体面积比率及石墨面积比率 63
2.3.3 石墨球比率 65
2.3.4 等温淬火球墨铸铁的拉伸性能和热处理温度 66
2.4 拉伸性能和硬度 67
2.5 拉伸性能的非破坏性评价 70
2.6 静态缺口强度 73
2.7 抗拉强度的分散性 75
2.8 铸件表面及缺陷的影响 78
2.9 低温与高温的拉伸性能 82
参考文献 84
3 断裂韧性 小林俊郎 88
3.1 断裂力学的概念 88
3.1.1 线弹性断裂力学 88
3.1.2 关于CTOD理论与J积分 90
3.1.3 断裂韧性试验方法 91
3.2 球墨铸铁的断裂机理 96
3.3 断裂韧性的评价 100
3.3.1 断裂韧性的定义 100
3.3.2 动态断裂韧性及其存在的问题 106
3.3.3 缺口形状和断裂韧性 109
3.3.4 断裂韧性的判定 112
参考文献 115
4.1 低周疲劳基础 118
4 低周疲劳性能 原田昭治 118
4.2 各种因素对疲劳寿命的影响 120
4.2.1 基体组织的影响 120
4.2.2 石墨球数(或球径)及取样位置的影响 123
4.2.3 其他因素——铸件表面、试验温度、平均应变、过大应变(超低周疲劳)、载荷形式、应变速率(冲击疲劳)等的影响 125
4.3 疲劳机理 131
4.3.1 裂纹萌生 131
4.3.2 裂纹萌生、扩展的力学评价和寿命预测 132
4.3.3 裂纹扩展速率曲线及裂纹扩展曲线 133
4.3.4 断口分析 138
4.3.5 疲劳寿命的模拟分析 142
参考文献 145
5 高周疲劳性能 原田昭治 150
5.1 高周疲劳基础 150
5.2 以断裂力学为基础的疲劳强度评价 151
5.2.1 微小缺陷评价 151
5.2.2 疲劳寿命的预测·评价 154
5.3.1.1 石墨特性，基体组织及取样位置 157
5.3.1 组织因素及热处理条件 157
5.3 各种因素对疲劳强度的影响 157
5.3.1.2 奥氏体等温淬火处理 161
5.3.2 力学因素 163
5.3.2.1 平均应力、应力比、预应变、残余应力、缺口等 163
5.3.2.2 滚动疲劳、接触载荷 168
5.3.3 环境因素及其他 170
5.3.3.1 腐蚀疲劳 170
5.3.3.2 试验温度 172
5.4 超长寿命疲劳——S-N曲线的两段曲折 174
5.5.1 小裂纹萌生、扩展 178
5.5 疲劳断裂机理 178
5.5.2 宏观裂纹扩展 180
5.5.3 断口分析 184
5.6 提高和改善材质的研究及其他 185
参考文献 192
6 强度可靠性评价 铃木秀人 200
6.1 以统计处理和预防保证物理学为基础的可靠性保证 200
6.1.1 以强度可靠性为基础的机械设计的构筑 201
6.1.2 强度、寿命离散的统计处理 202
6.1.3 各种铸造细观结构和可靠性变动的主要原因 205
6.2 基于统计处理的强度可靠性评价法 208
6.2.1 基于P-S-N线图的寿命保证 208
6.2.1.1 球墨铸铁的疲劳寿命分布 208
6.2.1.2 基于JSME标准的P-S-N线图的作法 209
6.2.1.3 依据球墨铸铁的P-S-N线图的寿命保证 210
6.2.2 运用极值分布的可靠性保证 212
6.2.2.1 依据威布尔分布的寿命预测 212
6.2.2.2 威布尔概率纸及其应用 214
6.2.2.3 推定最大缺陷尺寸的二重指数分布 218
6.3 依据预防保证物理的疲劳可靠性评价 222
6.3.1 依据概率模型的疲劳机理分析 222
6.3.1.1 折线分布模型 223
6.3.1.2 概率模型的物理条件分析 226
6.3.2 基于细观断裂力学的可靠性保证 230
6.3.2.1 对裂纹萌生源的“细观断裂力学”评价 231
6.3.2.2 依据P-S-N球仪的疲劳可靠性评价 233
参考文献 237
7.1.1 球墨铸铁件的改进和用途的扩大 238
7.1 球墨铸铁制强度构件概述 238
7 实用构件的强度评价 矢野 满 238
7.1.2 新型球墨铸铁及其实例 244
7.1.2.1 铁素体基球墨铸铁 244
7.1.2.2 铁素体·珠光体混合基球墨铸铁 245
7.1.2.3 珠光体基球墨铸铁 246
7.1.2.4 奥氏体等温淬火处理球墨铸铁(ADI) 248
7.1.3 球墨铸铁和零部件的实体强度评价 249
7.2 实用构件的冲击强度评价 251
7.2.1 关于冲击 251
7.2.2 低速冲击试验 252
7.2.3 高速冲击试验 253
7.3 实用构件的疲劳强度评价 257
7.3.1 部件实体疲劳试验 257
7.3.2 部件实体的疲劳强度 259
7.3.2.1 铁素体基球墨铸铁件 259
7.3.2.2 铁素体·珠光体混合基球墨铸铁件 264
7.3.2.3 珠光体基球墨铸铁件 266
7.3.2.4 奥氏体等温淬火处理球墨铸铁件 267
7.4 运用模型的强度分析法 270
参考文献 275
附录 断裂力学基础 原田昭治 277
A 断裂力学基础 277
A.1 何谓断裂力学 277
A.2 断裂力学的历史 279
B 线弹性断裂力学(LEFM)基础 282
B.1 应力强度因子 282
B.1.1 对缺口与裂纹应力集中处理的差异和断裂力学与线弹性缺口力学的引入 282
B.1.2 裂纹构件的基本变形形式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型和裂纹尖端的应力分布 284
B.1.3 基本裂纹构件的应力强度因子 287
B.2.2 Dugdale模型 289
B.2 裂纹尖端形成的屈服区 289
B.2.1 裂纹尖端部屈服区的大小 289
B.2.3 屈服区的形状 293
B.2.4 不同应力状态(平面应力和平面应变)引起的屈服区的差异 294
C 非线性与弹塑性断裂力学及断裂韧性试验 296
C.1 弹塑性断裂力学参数 298
C.1.1 裂纹尖端张开位移COD或者CTOD(Crackopening displacement or Crack tip opening displacement) 298
C.1.2 J积分(Path-Independent Inegral) 300
C.1.3 塑性应力强度因子及塑性应变强度因子 305
C.2.1 平面应变断裂韧性试验 306
C.2 断裂韧性试验 306
C.2.2 JIC试验 307
C.2.3 R曲线法 308
C.2.4 JIC试验的优越性 310
参考文献 310
索引 313
国际(SI)单位符号例及换算表 347
表示10进倍数的SI的词头 349
著者简历 350