绪论 1
第一篇 铸铁及其熔炼 3
第一章 铸铁的结晶与组织的形成 3
§1-1 铁碳及铁碳硅相图 3
一、Fe-C合金相图 3
二、Fe-C-Si合金相图 5
§1-2 灰口铸铁的一次结晶 5
一、初生奥氏体的结晶 5
二、初生石墨的结晶 6
三、奥氏体-石墨共晶 9
四、灰口铸铁的形核和孕育 11
§1-3 白口铸铁的一次结晶 14
一、初生碳化物的结晶 14
二、奥氏体-碳化物共晶 15
三、白口铸铁的变质 17
§1-4 铸铁的凝固方式 18
一、铸铁的灰口或白口凝固 18
二、麻口组织的形成 18
§1-5 奥氏体中碳的脱溶 19
一、灰口铸铁中二次高碳相的析出 19
二、白口铸铁中二次高碳相的析出 19
§1-6 奥氏体的共析转变和马氏体转变 19
一、灰口铸铁中的转变 20
二、白口铸铁中的转变 21
§1-7 合金元素对铸铁结晶过程的影响 21
一、促进铸铁的灰口或白口凝固 22
二、在铸铁的一次结晶过程中，影响结晶相的形核过程和晶体生长方式 24
三、在奥氏体碳的脱溶过程中，促使二次高碳相以石墨或渗碳体形式析出 26
四、在铸铁的共析转变过程中，影响奥氏体的稳定性 26
五、对共晶含碳量和共析含碳量的影响 28
思考题 28
参考文献 29
第二章 灰铸铁 30
§2-1 概述 30
§2-2 影响灰铸铁组织形成的基本因素 31
一、化学成分的影响 31
二、冷却速率的影响 31
三、炉料的影响 32
§2-3 灰铸铁组织中的石墨和基体 33
一、石墨 33
二、基体组织 35
§2-4 灰铸铁的孕育 36
一、孕育处理的目的 36
二、原铁液的化学成分和温度 36
三、孕育剂的加入量和粒度 37
四、孕育剂作用机理 37
五、孕育剂的选择 38
六、孕育处理方法 39
§2-5 灰铸铁的机械性能和化学成分 39
一、铸铁的强度和硬度与共晶度的关系 39
二、灰铸铁的质量指标 40
三、灰铸铁的国家标准 41
四、灰铸铁的化学成分 41
§2-6 低合金灰铸铁 43
§2-7 灰铸铁的铸造性能 45
一、流动性 45
二、缩孔形成倾向 45
三、线收缩 46
四、铸造应力和冷裂倾向 46
§2-8 灰铸铁件化学成分的选择 47
§2-9 灰铸铁件的热处理 47
一、消除铸造应力热处理（低温退火） 47
二、消除局部白口组织热处理（高温退火） 48
思考题 48
参考文献 48
第三章 球墨铸铁及蠕墨铸铁 49
§3-1 概述 49
§3-2 球墨铸铁的化学成分 52
一、基本元素 52
二、合金元素 53
三、微量元素 54
§3-3 石墨的球化 54
一、石墨球化的评定标准 54
二、石墨球化的机理 55
三、球化元素和反球化（干扰）元素 57
四、球化元素的适宜残留量 57
五、球化剂 58
六、球化处理 60
七、球化处理的炉前控制 63
§3-4 球墨铸铁的孕育 63
§3-5 球墨铸铁的铸造性能 66
一、流动性 66
二、线收缩 66
三、缩孔倾向 66
四、铸件变形和冷裂倾向 68
§3-6 球墨铸铁件常见缺陷 68
一、夹渣 68
二、石墨漂浮 69
三、皮下气孔 69
§3-7 球墨铸铁件的热处理 69
一、球墨铸铁的热处理基础 69
二、铁素体球墨铸铁件的热处理 71
三、珠光体球墨铸铁件的热处理 71
四、贝氏体球墨铸铁件的热处理 71
五、奥氏体-贝氏体球墨铸铁件的热处理 72
§3-8 蠕墨铸铁及其组织和性能 74
§3-9 蠕墨铸铁的化学成分 77
§3-10 石墨的蠕化 78
一、石墨蠕化机理 78
二、蠕化剂和蠕化处理 78
§3-11 蠕墨铸铁的孕育处理 80
§3-12 蠕墨铸铁的铸造性能 80
§3-13 蠕墨铸铁件常见缺陷 81
§3-14 球墨铸铁件及蠕墨铸铁件化学成分选择举例 81
思考题 82
参考文献 82
第四章 可锻铸铁 83
§4-1 概述 83
§4-2 可锻铸铁中石墨的形成 86
§4-3 白口铁固态石墨化动力学 88
一、第一阶段石墨化过程动力学 88
二、第二阶段石墨化过程动力学 89
§4-4 可锻铸铁的化学成分和热处理 89
一、化学成分选择 89
二、可锻铸铁的退火 91
§4-5 加速可锻铸铁退火过程的途径 93
一、铸铁成分的控制 93
二、孕育处理 94
三、高硅加铋（锑） 94
四、预温处理 95
§4-6 可锻铸铁的铸造性能 95
§4-7 可锻铸铁件常见缺陷 95
思考题 97
参考文献 97
第五章 特种铸铁 98
§5-1 概述 98
§5-2 抗磨铸铁 98
一、铸铁的抗磨性 98
二、抗磨用高铬白口铸铁 99
三、镍硬铸铁 101
四、锰系马氏体白口铸铁 102
五、中锰球墨铸铁 103
§5-3 耐热铸铁 103
一、铸铁的耐热性 103
二、耐热铸铁的化学成分和性能 104
三、高铝耐热铸铁 105
§5-4 耐蚀铸铁 106
一、铸铁的耐蚀性 106
二、高硅铸铁 106
§5-5 合金元素对特种铸铁铸造性能的影响 108
一、铬的影响 108
二、锰的影响 108
三、硅的影响 108
四、铝的影响 108
五、镍的影响 109
思考题 109
参考文献 109
第六章 铸铁的熔炼 110
§6-1 概述 110
一、熔炼对保证铸件质量的重要性 110
二、对铁液质量的基本要求 110
三、铸铁的熔炼方法及其特点 112
§6-2 冲天炉中高温的产生及热交换 115
一、焦炭的燃烧及炉气温度分布 115
二、炉料的熔化及铁液的过热 116
三、底焦高度、焦铁比及层焦厚度对冲天炉熔化过程的影响 116
§6-3 强化冲天炉熔炼过程的途径 117
一、焦炭质量 117
二、焦铁比 118
三、送风量、送风强度及进风速度 119
四、风口设计 121
五、预热送风 123
六、富氧送风 125
七、改进炉膛形状 126
§6-4 提高冲天炉的热效率 126
§6-5 冲天炉内的冶金变化 128
一、炉料中元素变化的一般规律 128
二、冲天炉熔炼中炉渣的形成及其作用 128
三、冲天炉熔炼过程中铁液化学成分的变化 129
§6-6 冲天炉熔炼过程的检测与铁液质量的炉前控制 135
§6-7 环境污染的控制 137
§6-8 炉外脱硫 138
§6-9 感应电炉熔炼铸铁 140
一、无芯感应电炉熔炼 140
二、有芯感应电炉熔炼 141
思考题 142
参考文献 142
第二篇 铸钢及其熔炼 143
第七章 铸造碳钢及低合金钢 143
§7-1 概述 143
§7-2 铸钢的结晶组织对性能的影响 144
一、包晶反应的影响 144
二、奥氏体树枝晶的影响 145
三、奥氏体晶粒度及晶粒形态的影响 145
四、宏观偏析的影响 146
五、气体的影响 146
六、非金属夹杂物的影响 148
§7-3 铸造碳钢的性能 149
一、铸造碳钢的标准 149
二、基本化学成分对钢的性能的影响 150
三、热处理对钢的性能的影响 151
四、铸件壁厚对钢的性能的影响 152
五、先共析铁素体形态对钢的性能的影响 152
六、铸造碳钢的焊接性能 154
§7-4 铸造低合金钢的性能 154
一、通用铸造低合金钢系列钢种 154
二、具有特殊性能和用途的低合金钢种 159
三、热处理对钢的性能的影响 162
四、合金元素对钢的焊接性能的影响 163
§7-5 高强韧性铸造合金钢 164
§7-6 碳钢及低合金钢的铸造性能 164
一、流动性 165
二、体积收缩率与缩孔率 166
三、线收缩率 166
四、热裂倾向 166
五、冷裂倾向 167
思考题 168
参考文献 168
第八章 铸造高合金钢 169
§8-1 概述 169
§8-2 铸造抗磨钢（高锰钢） 170
一、高锰钢的化学成分、热处理及性能 170
二、高锰钢的加工硬化机理 171
三、化学成分对高锰钢性能的影响 172
四、改善高锰钢性能的途径 172
五、高锰钢的铸造性能 173
§8-3 铸造耐蚀钢（不锈钢） 174
一、铬不锈钢 174
二、铬镍不锈钢 176
三、提高铸造不锈钢性能的途径 177
四、铬镍不锈钢的铸造性能 177
§8-4 抗磨耐蚀合金钢 178
一、铬镍钼马氏体不锈钢 178
二、析出硬化型铸造不锈钢 178
§8-5 铸造耐热钢 179
一、铬耐热钢 179
二、铬镍耐热钢 180
三、铬锰氮耐热钢 180
四、铝锰耐热钢 180
§8-6 铸造热强钢 181
一、钢在高温下的强度及热强性 181
二、奥氏体热强钢 182
思考题 183
参考文献 184
第九章 铸钢的熔炼 185
§9-1 概述 185
一、炼钢的重要性及对钢液质量的要求 185
二、炼钢的方法、特点和应用 185
§9-2 电弧炉炼钢法 189
一、三相电弧炉的电气系统 189
二、碱性电弧炉氧化法炼钢 189
三、酸性电弧炉氧化法炼钢 198
§9-3 感应电炉炼钢 199
一、炉衬材料和筑炉 199
二、炉料和装料 200
三、熔化 200
四、脱氧和出钢 201
五、合金钢的冶炼 201
§9-4 真空感应电炉炼钢 201
一、电炉的构造和工作原理 201
二、真空感应电炉炼钢的优点 201
三、真空感应电炉炼钢中存在的问题 203
§9-5 氩氧脱碳法和真空氩氧脱碳法炼钢 204
一、氩氧脱碳法 204
二、真空氩氧脱碳法 205
§9-6 电渣炉炼钢 207
一、电渣炉的形式 207
二、电渣炉炼钢的工艺过程及钢的质量 207
三、建立高温区的条件 208
思考题 209
参考文献 210
第三篇 铸造有色合金及其熔炼 211
第十章 铸造铝合金 211
§10-1 概述 211
§10-2 铝硅类合金 211
一、铝硅合金的组织与性能特点 211
二、铝硅合金的变质 214
三、共晶型铝硅二元合金 222
四、铝硅铜合金 222
五、铝硅镁合金 223
六、铝硅铜镁合金 224
七、过共晶型铝硅合金 225
八、铝硅合金中的杂质元素 225
九、铝硅合金的铸造性能 226
§10-3 铝铜类合金 227
一、铝铜合金的组织与性能特点 227
二、铝铜合金的时效强化 228
三、铝钢合金中α相晶粒的细化 230
四、铝铜二元合金 231
五、铝铜锰合金 232
六、铝铜类合金中的杂质元素 232
七、铝铜合金的铸造性能特点 233
§10-4 铝镁类合金 233
一、铝镁合金的组织与性能特点 233
二、铝镁二元合金 234
三、多元铝镁合金 234
四、铝镁合金中的杂质元素 234
五、铝镁合金的铸造性能特点 234
§10-5 铝合金铸件的热处理 235
§10-6 提高铝合金铸件性能的一些途径 236
一、过滤净化 236
二、稀土处理 237
三、机械方法改善结晶组织 238
思考题 241
参考文献 242
第十一章 铸造铜合金及其它有色合金 243
§11-1 概述 243
§11-2 锡青铜 246
一、二元锡青铜 246
二、多元铸造锡青铜 248
§11-3 铝青铜 250
一、二元铝青铜 250
二、多元铸造铝青铜 251
§11-4 铅青铜 253
一、二元铅青铜 253
二、多元铸造铅青铜 254
§11-5 铍青铜 254
§11-6 铸造黄铜 255
一、二元黄铜 255
二、特种（多元）铸造黄铜 257
§11-7 铜合金中的杂质元素 260
§11-8 铸造镁合金 262
一、镁作为基体金属的特性 262
二、镁合金的成分、组织与机械性能 262
三、镁合金的铸造性能 264
四、镁合金中的杂质元素 265
§11-9 铸造钛合金 265
一、钛作为基体金属的特性 265
二、钛合金的成分、组织与性能 265
三、钛合金的铸造性能 267
四、钛合金中的杂质元素 267
§11-10 铸造锌合金 268
一、锌作为基体金属的特性 268
二、锌合金的成分、组织与性能 268
三、锌合金的铸造性能 269
四、锌合金中的杂质元素 269
思考题 270
参考文献 270
第十二章 铸造有色合金的熔炼 271
§12-1 铸造铝合金的精炼 271
一、精炼原理 271
二、铸铝合金液的精炼方法 279
三、精炼效果的检验 283
§12-2 铸造铝合金组织的控制 285
一、晶粒的细化处理 285
二、铝硅合金中初晶硅的细化处理 286
三、铝硅合金中共晶硅的变质处理 286
四、变质效果的检验 288
§12-3 铸造铝合金的炉料及熔炉 290
一、炉料 290
二、铸造铝合金的熔炉 293
§12-4 铸造铝合金的熔炼工艺 296
一、熔炼工艺要点 296
二、碎废料、切屑重熔工艺 297
三、一次投料直接熔炼 297
§12-5 铜合金的精炼 298
一、铜合金的某些物理化学特性 298
二、铜合金的精炼 299
三、精炼效果的检验 301
§12-6 铜合金的熔炼工艺要点 303
一、锡青铜的熔炼（ZQSn6-6-3） 303
二、铝青铜的熔炼（ZQA19-4） 303
三、特种青铜的熔炼（ZQA112-8-3-2） 304
四、黄铜的熔炼工艺特点 304
§12-7 镁、钛合金熔炼概述 304
一、镁合金的熔炼特点 304
二、钛合金的熔炼特点 305
思考题 306
参考文献 306