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绪论 1

导论 铸造合金的物理冶金基础知识 6

第一节 金属材料机械性能指标的技术意义 6

一、塑性(伸长率δ、断面收缩率ψ) 6

二、弹性模量(正弹性模量E、切弹性模量G) 6

三、屈服点(σ1)、屈服强度(σ0.2) 6

四、抗拉强度(σb) 7

五、硬度(布氏硬度HB、洛氏硬度HRC、维氏硬度HV) 7

六、韧性(冲击功Aku、AKv，冲击韧性αKU、αKv) 8

七、疲劳极限(σ-1) 8

八、高温瞬时拉伸性能 9

九、高温持久强度(σT1)、持久寿命(tT?) 10

十、高温蠕变极限 10

第二节 金属材料的强化机制 11

一、金属强度的基础性质——单晶体的强度 11

二、晶界强化 13

三、固溶强化 14

四、分散强化(质点强化、微粒或粒子强化) 16

五、形(应)变强化(加工硬化、位错强化) 22

六、复合强化(复杂强化) 23

七、强度与塑性的匹配 25

八、温度对机械性能影响的概论 25

第三节 铸造合金的性能类型及热处理状态 27

一、铸造合金的性能类型 27

二、铸造合金的热处理状态的意义及代号 27

思考题 28

导论主要参考文献 29

第一篇 铸造有色合金 31

第一章 铸造铝合金 31

第一节 铸造铝合金概论 31

一、铸造铝合金的特性及应用领域 31

二、铸铝合金的标准及分类 31

第二节 铸造铝硅类合金 38

一、铸造Al-Si系合金 38

二、Al-Si-Mg系合金 45

三、Al-Si-Cu-Mg系合金 49

四、Al-Si类活塞合金 51

第三节 铝铜类合金 54

一、Al-Cu二元合金 54

二、Al-Cu-Mn-Ti系合金 58

三、Al-Cu-RE-Si系合金 63

第四节 铝镁类及铝锌类合金 64

一、铝镁类合金 64

二、铝锌类合金 69

第五节 铸造铝合金的热处理 72

一、铸造铝合金热处理的目的和特点 72

二、铸造铝合金热处理工艺 72

三、铝合金铸件热处理设备的特点 72

四、几种常用铸铝合金热处理工艺特点 74

思考题 74

第一节 铸造镁合金概论 76

一、铸镁合金的特性及其应用 76

第二章 铸造镁合金 76

二、铸镁的合金化及分类 77

第二节 镁铝类合金 79

一、成分和杂质对组织和性能的影响 79

二、ZM5(ZMgAl8Zn)合金 82

三、ZM10(ZMgAl10Zn)合金 84

四、Mg-Al类合金的孕育作用 84

一、Mg-Zn-Zr系成分对组织性能的影响 85

第三节 镁锌类合金 85

二、ZMl(ZMgZn5Zr)合金 88

三、ZM2(ZMgZn4RE1Zr)合金 89

第四节 镁稀土类合金 90

一、稀土元素对镁的性能的影响 90

二、ZM3(ZMgRE3ZnZr)合金 92

三、ZM6(ZMgRE2ZnZr)合金 93

第五节 铸造镁合金的热处理 95

思考题 96

第一节 铸造铜合金概论 98

一、铸造铜合金的特性及其应用 98

第三章 铸造铜、锌、钛合金 98

二、铸铜的合金化及分类 99

第二节 铸造青铜 106

一、铸造二元锡青铜(Cu-Sn系称锡青铜) 106

二、多元锡青铜 108

三、铸造铝青铜(Cu-Al系称铝青铜) 110

四、铸造铅青铜(Cu-Pb系称铅青铜) 114

第三节 铸造黄铜 115

一、Cu-Zn二元系(称为普通黄铜) 116

二、铸造多元黄铜(称为特殊黄铜) 117

第四节 铜合金铸件的热处理 121

第五节 铸造锌合金 121

一、铸造锌合金的特性及分类 121

二、组元和杂质对组织、性能的影响 122

三、常用锌合金 122

第六节 铸造钛合金 123

一、铸造钛合金的特性及分类 123

二、α型钛合金 124

三、α+β型钛合金 128

四、β型钛合金 130

五、钛合金的铸造和热处理工艺特性 130

思考题 131

第二篇 铸造有色合金的熔炼 133

第四章 铸造铝合金熔炼 133

第一节 铝合金熔炼时的物理化学特性 133

一、铝-氧反应 133

三、铝合金中的气体及氧化物夹杂 134

二、铝-水气反应及铝-有机物反应 134

第二节 铝合金熔炼工艺原理和技术 136

一、铝合金的净化(精炼) 136

二、铸造铝合金的液态处理控制组织 144

三、炉料形态及合金元素和炉料的加入 149

第三节 铸造铝合金熔炼工艺 151

一、熔炼炉简介 151

二、铸造铝合金熔炼工艺 152

思考题 156

第一节 铸镁熔炼的物理化学及工艺特性 157

一、镁合金熔炼时的物理化学特性 157

第五章 铸造镁合金熔炼 157

二、铸造镁合金熔炼的工艺特性 158

第二节 铸镁合金熔炼工艺 165

一、铸镁合金熔炉简介 165

二、ZM5镁合金的熔炼工艺 166

三、含锆镁合金的熔炼工艺 167

五、熔镁时的安全技术 169

四、含稀土镁合金的熔炼工艺 169

思考题 170

第六章 铸造铜合金、钛合金、锌合金的熔炼 171

第一节 铸铜熔炼时的物理化学特性及工艺原理 171

一、铸铜熔炼时的物理化学特性 171

二、铜合金熔炼工艺原理 174

第二节 铸造铜合金熔炼工艺 176

一、铸造锡青铜的熔炼工艺 176

三、铸造黄铜的熔炼工艺要点 177

二、铸造铝青铜的熔炼工艺 177

四、铸造铜合金熔炼质量的控制 178

第三节 铸造钛合金熔炼 178

一、铸钛合金熔炼时的物理化学特性 178

二、钛合金熔炼工艺 179

第四节 铸造锌合金的熔炼 182

思考题 183

第一、第二篇主要参考文献 183

第一节 概述 185

第七章 铸造碳钢 185

第三篇 铸钢和铸造高温合金 185

第二节 铸造碳钢的结晶组织及铸态组织缺陷 187

一、碳钢的结晶过程和组织 187

二、碳钢的铸态组织缺陷 187

第三节 铸造碳钢的机械性能及其影响因素 191

一、基本化学成分对碳钢性能的影响 191

二、结晶组织对钢的性能的影响 192

一、铸造性能 193

第四节 铸造碳钢的热工艺性能 193

三、热处理对性能的影响 193

二、焊接性能 196

思考题 197

第八章 铸造低合金钢 198

第一节 概述 198

第二节 锰系铸造低合金钢 198

一、锰钢 198

二、锰硅钢和锰钼钢 200

第三节 铬系铸造低合金钢 201

一、铬钢 202

二、铬镍钢 203

三、铬锰钢 204

四、铬锰硅钢 204

第四节 铸造特种用途低合金钢 205

一、低温用低合金钢 205

二、耐热用低合金钢 207

三、耐磨用低合金钢 208

一、铸造性能 209

第五节 铸造低合金钢的热工艺性能 209

二、热处理特点 210

三、焊接性能 210

第六节 稀土元素在铸钢中的应用 211

一、稀土元素在钢中的作用 211

二、稀土元素对钢的机械性能的影响 213

三、稀土元素对铸钢铸造性能的影响 214

思考题 215

第九章 铸造高合金钢 216

第一节 概述 216

第二节 铸造不锈钢 216

一、钢的电化学腐蚀及提高抗蚀性途径 217

二、奥氏体不锈钢 221

三、马氏体不锈钢 227

四、沉淀硬化马氏体不锈钢 229

第三节 铸造耐热钢 231

一、钢的氧化及提高钢的抗氧化性途径 231

二、铸造热稳定钢 234

三、铸造热强钢 236

第四节 其它铸造高合金钢 238

一、铸造耐磨钢(高锰钢) 238

二、铸造低温钢 240

三、铸造耐磨耐蚀钢 240

四、铸造工具钢 240

第五节 铸造高合金钢的铸造性能 241

一、铸造不锈钢的铸造性能 241

二、铸造耐热钢的铸造性能 242

三、铸造耐磨钢的铸造性能 242

思考题 242

第十章 铸造高温合金 243

第一节 概论 243

一、航空发动机对高温合金的要求 243

二、高温合金的发展 243

第二节 高温合金的组成相 249

一、高温合金中的间隙相 249

三、高温合金分类及牌号 249

二、高温合金中的金属间化合物 250

三、高温合金中第二相形成的基本因素 250

四、组成相对合金力学性能的影响 252

第三节 高温合金的强化原理 254

一、高温合金的强化基础 254

二、高温合金的固溶强化 255

三、高温合金的时效强化 258

四、高温合金晶界的强化 261

一、铁基高温合金 265

第四节 铸造高温合金 265

二、镍基高温合金 268

三、钴基高温合金 272

第五节 高温合金的定向凝固和单晶铸造 274

一、定向凝固的基本原理 274

二、定向凝固方法 275

三、定向凝固合金的性能 278

四、定向凝固合金和单晶合金 279

一、铸造性能 281

第六节 铸造高温合金的热工艺性能特点 281

二、热处理工艺特点 282

思考题 283

第三篇主要参考文献 283

第四篇 铸钢和铸造高温合金的熔炼 285

第十一章 三相炼钢电弧炉熔炼 285

第一节 概述 285

一、电弧炉炼钢特点 285

二、电弧炉的设备 285

一、补炉和装料 287

第二节 碱性电弧炉氧化法熔炼 287

二、熔化期 288

三、氧化期 288

四、还原期 290

第三节 电弧炉的其它熔炼方法 294

一、碱性电弧炉不氧化法熔炼 294

二、酸性电弧炉熔炼 295

思考题 297

第一节 概述 298

第十二章 感应电炉熔炼 298

第二节 感应电炉结构 299

一、高频电流设备 299

二、电容器 301

三、感应器(感应圈) 301

四、坩埚(炉衬) 301

第三节 感应电炉熔炼的基本工艺 302

一、坩埚制作 302

二、装料 303

三、熔化 303

四、氧化 303

五、脱氧 304

六、合金化 304

七、出钢浇注 304

第四节 感应电炉熔炼实例 305

一、配料 305

三、K412高温合金的熔炼 307

二、ZG35CrMnSi的熔炼 307

思考题 309

第十三章 真空感应电炉熔炼 310

第一节 真空感应炉熔炼原理 310

一、脱氧反应 310

二、去气作用 311

三、金属的蒸发 311

第二节 真空感应熔炼设备 312

一、真空感应电炉 312

四、坩埚反应 312

二、真空泵 314

三、真空计 315

四、真空检漏 315

第三节 真空感应熔炼基本工艺 316

一、坩埚制备、炉料准备和装料 316

二、熔化 316

三、精炼 316

二、真空熔炼对高温合金机械性能的影响 317

一、真空熔炼对高温合金铸造性能的影响 317

四、合金化 317

第四节 真空熔炼对高温合金铸造性能和机械性能的影响 317

五、浇注 317

思考题 318

第十四章 特种熔炼方法 320

第一节 电渣炉熔炼 320

一、电渣重熔 320

二、电渣熔铸 322

三、有衬电渣炉 322

第二节 氩氧脱碳法和真空氩氧脱碳法熔炼 323

一、氩氧脱碳法(简称AOD法)熔炼 323

二、真空氩氧脱碳法(简称VOD法)熔炼 324

第三节 等离子炉熔炼 324

第四节 真空自耗电极电弧炉熔炼 325

思考题 326

第四篇主要参考文献 327