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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