绪论 1
一、铸造的概念和特点 1
目录 1
二、我国铸造技术的发展 2
三、本课程的性质和任务 5
四、本课程和其它课程的分工 5
参考文献 6
第一章 液态金属的结构和性质 7
§1-1 金属的膨胀及熔化 7
一、晶体中的原子结合 7
二、金属的加热膨胀 8
§1-2 液态金属的结构 9
三、金属的熔化 9
一、一些物理性质的变化 10
二、X线衍射分析 10
三、金属的液态结构 11
四、实际金属的液态结构 14
§1-3 液态金属的性质 15
一、液态金属的粘滞性 15
二、液态金属的表面张力 19
思考与练习 25
参考文献 25
§2-1 液态金属充型能力的基本概念 27
第二章 液态金属的充型能力 27
一、液态金属的停止流动机理 29
§2-2 液态金属的停止流动机理及充型能力的计算 29
二、液态金属充型能力的计算 31
§2-3 影响充型能力的因素及提高充型能力的措施 34
一、金属性质方面的因素 35
二、铸型性质方面的因素 41
三、浇注条件方面的因素 43
四、铸件结构方面的因素 44
思考与练习 44
参考文献 45
一、数学解析法 46
第三章 铸件的凝固 46
§3-1 铸件的温度场 46
二、数值模拟法 51
三、铸件温度场的测定 57
四、影响铸件温度场的因素 59
§3-2 铸件的凝固方式 62
一、凝固动态曲线 62
二、凝固区域及其结构 63
三、铸件的凝固方式及其影响因素 64
§3-3 金属的凝固方式与铸件质量的关系 67
一、窄结晶温度范围的合金 67
二、宽结晶温度范围的合金 69
§3-4 铸件的凝固时间 70
一、凝固时间的理论计算 70
三、中等结晶温度范围的合金 70
二、经验计算法 72
思考与练习 76
参考文献 77
第四章 液态金属结晶的基本原理 79
§4-1 液态金属的结晶过程 79
一、液态金属结晶的热力学条件 79
二、液态金属的结晶过程 80
一、均质生核的概念与均质生核的局限性 81
§4-2 生核过程 81
二、非均质生核过程 82
三、动力生核 87
§4-3 晶体生长界面动力学过程 88
一、晶体生长中固－液界面处的原子迁移 88
二、固－液界面的微观结构 89
三、界面的生长机理和生长速度 92
四、晶体的生长方向和生长表面 96
§4-4 单相合金的结晶 97
一、固－液界面前方的局部温度分布 97
二、单相合金结晶过程中的溶质再分配 98
三、固－液界面前方熔体的过冷状态 104
四、界面前方过冷状态对结晶过程的影响 107
§4-5 共晶合金的结晶 115
一、共晶组织的特点和共晶合金的分类 115
二、共晶合金的结晶方式 116
三、非小面－非小面共晶合金的结晶 120
四、非小面－小面共晶合金的结晶 125
思考与练习 127
参考文献 129
第五章 铸件结晶组织的形成和控制 131
§5-1 铸件宏观结晶组织的形成及其影响因素 131
一、铸件结晶中的晶粒游离 131
三、柱状晶区的形成 136
二、表面细晶粒区的形成 136
四、内部等轴晶区的形成 137
五、影响铸件宏观结晶组织形成的因素 139
§5-2 铸件结晶组织的控制 141
一、铸件结晶组织对铸件质量和性能的影响 141
二、等轴晶组织的获得和细化 142
三、单向凝固和柱状晶及单晶组织的获得 150
四、共晶合金结？组织的控制 154
思考与练习 155
参考文献 156
一、枝晶偏析 157
§6-1 微观偏析 157
第六章 铸件化学成分的不均匀性 157
二、晶界偏析 162
§6-2 宏观偏析 162
一、枝晶间液体的流动对宏观偏析的影响 162
四、V型和逆V型偏析 163
二、正常偏析 164
三、逆偏析 166
五、带状偏析 168
六、重力偏析 170
思考与练习 170
参考文献 171
二、气体的来源 172
四、气体对铸件质量的影响 172
三、气体溶解度的表示方法 172
第七章 铸件中的气体 172
一、常见气体在铸件中的存在形态 172
§7-1 概述 172
§7-2 气体在金属中的溶解与析出 173
一、金属的吸气过程 173
二、单质气体在金属中的溶解 173
三、复合气体在金属中的溶解 176
四、气体的析出 176
二、析出性气孔的形成 180
§7-3 析出性气孔 180
一、特征 180
三、影响析出性气孔的主要因素 182
四、防止析出性气孔的途径 183
§7-4 反应性气孔 183
一、特征 183
二、金属与铸型间的反应性气孔 183
三、金属液内反应性气孔 185
四、反应性气孔的防止 186
思考与练习 186
参考文献 187
二、非金属夹杂物的来源 188
三、非金属夹杂物对铸件质量的影响 188
第八章 铸件中的非金属夹杂物 188
一、非金属夹杂物的分类 188
§8-1 概述 188
§8-2 非金属夹杂物的生成 189
一、非金属夹杂物生成的热力学条件 189
二、浇注前形成的非金属夹杂物 191
三、浇注时形成的非金属夹杂物 193
四、凝固时形成的非金属夹杂物 194
一、夹杂物的聚合长大 195
二、夹杂物的分布 195
§8-3 夹杂物的长大、分布和形状 195
三、夹杂物的形状 196
§8-4 减少和排除夹杂物的途径 198
思考与练习 199
参考文献 200
第九章 铸件的收缩 201
§9-1 铸造合金的收缩 201
一、收缩的基本概念 201
二、铸钢的收缩 203
三、铸铁的收缩 205
四、铸件的收缩 206
一、缩孔 208
§9-2 铸件中的缩孔和缩松 208
二、缩松 211
三、灰铸铁和球铁铸件的缩孔和缩松 215
§9-3 防止铸件产生缩孔和缩松的途径 218
一、顺序凝固和同时凝固 218
二、浇注系统的引入位置及浇注工艺 222
三、冒口、补贴和冷铁的应用 223
四、加压补缩 223
五、悬浮浇注 224
思考与练习 224
参考文献 225
§10-1 概述 226
第十章 铸件的热裂 226
§10-2 热裂形成的温度范围及形成机理 227
一、热裂形成的温度范围 227
二、热裂的形成机理 228
§10-3 影响热裂形成的因素和防止铸件产生热裂的途径 232
一、影响因素 232
二、防止铸件产生热裂的途径 235
思考与练习 236
参考文献 237
第十一章 铸造应力、变形及冷裂纹 238
§11-1 概述 238
§11-2 铸件在冷却过程中产生的应力 238
一、固态无相变的合金铸件瞬时应力的发展过程 240
二、固态有相变的合金铸件瞬时应力的发展过程 242
三、铸件在冷却过程中产生的机械阻碍应力 242
四、影响残余应力的因素 243
五、减小和消除铸造应力的途径 245
§11-3 铸件的变形和冷裂 246
一、铸件在冷却过程中的变形 246
二、铸件在存放和机械加工后产生的变形 247
三、铸件的冷裂 248
四、防止铸件产生变形和冷裂的途径 248
思考与练习 250
参考文献 250