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第一篇 基础篇Ⅰ 1

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Ⅱ 57

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

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