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第一篇 基础篇Ⅰ1

第1章 球墨铸铁的历史和用途1

1.1 球墨铸铁的发明1

目录1

1.2 产量和主要用途3

第2章 状态图和组成铸铁的主要相11

2.1 相平衡状态图11

2.1.1 Fe-C系二元状态图12

2.1.2 Fe-C-Si系三元状态图15

2.2.1 石墨20

2.2 构成铸铁的主要相20

2.2.2 渗碳体（Fe3C）22

2.2.3 奥氏体（γ相）26

2.2.4 铁素体（α相）27

2.2.5 珠光体28

第3章 铸铁中的石墨及其内部结构——用电子显微29

镜观察石墨——29

3.1 借助电子显微镜了解些什么29

3.2 观察石墨的方法30

3.3.1 集结石墨31

3.3 各种石墨的观察31

3.3.2 片状石墨40

3.3.3 共晶石墨44

3.3.4 蠕虫状石墨46

3.3.5 球状石墨47

3.3.6 聚集状石墨51

3.4 总结52

第4章 渗碳体与石墨化和孕育57

4.1 渗碳体的稳定性和石墨化57

基础篇Ⅱ57

4.1.1 添加元素对可锻铸铁石墨化的影响58

4.1.2 添加元素对球墨铸铁的铸态铁素体化的影响59

4.1.3 添加元素对铸钢和高碳钢中石墨化的影响60

4.1.4 添加元素对于向低碳钢表面析出石墨的影响61

4.2 添加元素在铸铁和钢中作用的情形68

4.3 添加元素如何影响石墨化68

4.3.1 阻碍石墨化的元素的作用68

4.3.2 促进石墨化元素的作用73

4.3.3 有时促进、有时又阻碍石墨化的元素的作用75

4.4 退火气氛对石墨化的影响77

4.5 渗碳体的形成和孕育80

4.5.1 孕育80

4.5.2 孕育剂的基本组成元素及效果80

4.5.3 因孕育而致的组织和材质上的变化82

4.5.4 孕育机理——对孕育的理解83

4.6 因真空熔化而促进石墨化86

第二篇 理论篇90

第5章 球状石墨的形成机理90

5.1 石墨球化理论的条件90

5.2 球状石墨的形成过程91

5.2.1 决定外形和内部结构的机理92

5.2.2 非平衡（急冷为何有利）95

5.2.3 非常态（衰退的起因）96

5.2.4 球状石墨中的夹杂物97

第6章 由直接导入气体而生成球状石墨99

6.1 直接吹入氩、氮和二氧化碳等气体99

6.2 利用N的溶解度与压力的关系导入N2气泡102

6.3 由粉末成形体熔化导入气泡（Ni-C系）104

7.1.1 加镁109

7.1 添加本身气化的元素109

第7章 借添加元素生成球状石墨109

7.1.2 加硫、硒、碲114

7.1.3 加铋、铅121

7.2 添加放出吸收氢的元素128

7.2.1 加铈、钇、镧128

7.2.2 加锆、钛134

第8章 自固相中析出石墨及其球化137

8.1 在凝固缩孔和裂纹内析出的石墨137

8.2 球状石墨的析出138

8.2.1 铸铁粉急热熔化并急冷凝固形成的白口铸铁的退火139

8.2.2 加镁并急冷凝固形成的白口铸铁的退火145

8.3 缺陷的移动、消失和析出石墨分布情况的变化150

8.3.1 预退火在Fe-Sn-C合金析出石墨球状化方面的作用150

8.3.2 过共析钢的凝固速度和石墨的形状及分布152

8.4 镁和硫在石墨球化方面的作用153

8.4.1 因加硫方法不同而致的退火石墨的形状变化155

8.4.2 同时加入镁和硫155

8.4.3 镁和硫都能使石墨球化但其作用不同156

第9章 铸铁粉的粉末冶金161

9.1 Ni-C粉的烧结162

9.2 Fe-Si-C混合粉的烧结166

9.3 铸铁粉的烧结172

第10章 阻碍石墨球化的主要因素177

10.1 加镁和铈后的衰退178

10.1.1 加镁以后的衰退178

10.1.2 加铈时的衰退184

10.2 球墨铸铁的凝固过程与石墨的生长191

10.2.1 球状石墨的形成及其后奥氏体壳的生成（凝固初期）193

10.2.2 球状石墨被奥氏体壳包围后的生长（凝固的中、后期）196

10.2.3 总结201

10.3 从固相析出的石墨发生偏离球形畸变的主要原因202

10.3.1 晶界对气孔形状的影响202

10.3.2 球状石墨形状的变化203

10.3.3 局部熔化207

第11章 各元素对石墨球化的影响211

11.1 有石墨球化作用的元素211

11.2 各元素阻碍石墨球化的机理213

11.3 工业生产用石墨球化元素的条件216

第12章 球墨铸铁的制造方法218

第三篇 应用篇218

12.1 确定铁水化学成分时应注意的事项219

12.2 球化处理方法221

12.3 用铁硅镁合金做球化剂时应注意的事项227

12.3.1 最佳残余镁量和铁硅镁合金中的含镁量228

12.3.2 防止衰退的措施234

12.3.3 防止夹渣的措施234

第13章 球墨铸铁的冒口设计238

13.1 铁水由浇注终了至凝固终了时的体积变化238

13.2 球墨铸铁铸件的冒口设置方案243

13.2.1 无冒口铸造方案的基本条件244

13.2.2 细颈冒口方案（补给液态收缩）——无冒口方案的改良253

13.2.3 用于湿型的冒口方案254

第14章 蠕墨铸铁的制造方法263

14.1 蠕虫状石墨的生长机理263

14.2 以气泡说为依据的蠕墨铸铁制造方法266

14.2.1 采用所谓阻碍球化元素的方法267

14.2.2 加入钙或含铈的混合稀土合金（MM）268

14.2.3 利用镁处理后的衰退269

14.2.4 单独加入少量铁硅镁合金270

14.2.5 用原铁水稀释球墨铸铁铁水的方法273

14.2.6 快速重熔球墨铸铁回炉料275

14.3 蠕墨铸铁的材质管理方法276

14.3.1 由断口判断276

14.3.2 用热分析的方法278

14.3.3 用声波判断280

第15章 用热处理法制造粒状石墨铸铁283

15.1 如何通过热处理使石墨粒状化283

15.2 制造粒状石墨铸铁的热处理工艺285

15.2.1 试样的制备及热处理方法285

15.2.2 热处理对机械性能的影响286

16.2.3 石墨粒状化的判断及其对拉伸性能的影响288

15.3 适于进行粒状化热处理的铸铁289

15.3.1 化学成分290

15.3.2 石墨形态290

15.4 粒状化石墨铸铁的抗氧化与抗胀能力292

15.5 进行粒状化热处理的实用铸铁（连续铸造铸铁棒）举例293

第16章 吹气处理提高孕育效果296

16.1 吹入气体为什么会提高孕育效果296

16.2 通过吹入气体去除夹杂物297

16.3 吹气处理和孕育效果299

16.4 吹入气体的种类和吹气效果303

第17章 用金属型铸造法制造球墨铸铁306

17.1 加Al或加A1后再加Ca的灰铸铁的金属型铸造306

17.2 球化处理后的石墨化程度与球化率309

第18章 通过热处理使球墨铸铁强韧化——等温淬315

火315

18.1 奥氏体化的温度和时间316

18.2 盐浴温度和保持时间316

18.4 加入合金元素的效果318

18.3 壁厚的影响318

18.5 不完全等温淬火322

18.6 等湿淬火处理的改进323

18.7 能耗与成本计算举例324

附录327

附录1 对有关石墨球化机理的诸学说的讨论327

附录2 关于孕育促进石墨化的机理的各种学说的综述344

附录3 球墨铸铁的组织缺陷及其防止方法——缺陷照片及其主要原因346

参考文献360

后记373