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绪论——铸铁的魅力与可持续发展性的科学阐释 1

第1章 铸铁材料科学的基础知识 3

1.1 结合键 3

1.1.1 共价键 3

1.1.2 金属键 5

1.1.3 静电键 7

1.1.4 分子键 8

1.1.5 电荷转移键 9

1.1.6 氢键 9

1.1.7 化学键的其他问题 10

1.1.8 化学键的归纳小结 10

1.2 结构 11

1.2.1 共价键固体 13

1.2.2 金属键固体 16

1.3 性能 21

1.3.1 基本性能 22

补充论述1 广义休克尔法（简单分子轨道法） 31

补充论述2 内聚能的计算 32

1.3.2 复杂的性能 33

1.4 反应 40

1.4.1 共价键反应 41

1.4.2 金属键反应 42

参考文献 45

第2章 Fe-C系相图和凝固组织 47

补充论述3 关于Fe-C系相图 50

参考文献 51

第3章 液态铸铁及其性质 52

补充论述4 铸铁中的气体 61

参考文献 61

第4章 铸铁的石墨化 63

4.1 Si的影响 63

4.2 石墨与渗碳体的结构和性质 66

4.3 各种元素和石墨化的关系 68

4.3.1 抑制石墨化添加元素的作用 68

4.3.2 促进石墨化添加元素的作用 73

4.3.3 促进或抑制石墨化的两性添加元素的作用 76

补充论述5 渗碳体稳定性的评价 77

参考文献 79

第5章 孕育促进石墨化的机理 81

5.1 孕育作用的机理 81

5.2 片状石墨铸铁和球墨（或蠕墨）铸铁中的孕育效果 89

参考文献 91

第6章 铸铁中氮的行为和石墨化 92

6.1 氮对灰铸铁和球墨铸铁石墨化的影响以及与其他元素的关系 92

6.1.1 硅的影响 92

6.1.2 硫和锰的影响 93

6.1.3 钛和钒的影响 95

6.1.4 镁处理球墨铸铁中氮的作用 97

6.2 气孔缺陷的产生 99

6.3 凝固过程中氮的分布状态和铸铁中气孔缺陷之间的关系 100

6.3.1 熔化Fe-C-Si合金中溶解氮的含量 100

6.3.2 Fe-C-Si合金γ铁中溶解氮的含量 102

6.3.3 Fe-C合金熔液冷却过程中氮的平衡分布状况 102

6.3.4 Fe-C-Si合金熔液冷却过程中氮的分布状况 103

6.4 白口铸铁石墨化过程中氮的行为和抑制石墨化的机理 104

6.4.1 第一和第二阶段石墨化与氮含量的关系 104

6.4.2 石墨化过程中氮的行为 106

6.4.3 表面渗氮白口铸铁的第一阶段石墨化现象 107

6.4.4 氮抑制石墨化机理的探讨 108

参考文献 112

第7章 白口铸铁第一阶段石墨化反应动力学 113

7.1 石墨化反应动力学研究的历史和现状 113

7.2 实验结果和分析 117

7.2.1 对约翰逊-梅尔方程分析方法的讨论 117

7.2.2 图像分析法的动力学研究 118

7.3 铬的行为及其在白口铸铁中抑制石墨化的机理 124

7.3.1 石墨化反应曲线 124

7.3.2 渗碳体分解速度和铬含量间的关系 125

7.3.3 石墨化过程中铬的行为 126

7.3.4 铬抑制石墨化的机理 127

7.4 新反应动力学方程 131

7.4.1 新反应动力学方程的建立 131

7.4.2 新动力学方程的推导和应用分析 135

7.5 冲击变形引起的渗碳体石墨化 143

参考文献 148

第8章 合金元素的作用机理和珠光体的稳定性 149

8.1 合金元素的作用机理 149

8.2 各元素的行为和珠光体稳定化作用的关系 155

8.3 铜和锰共存对珠光体的稳定化作用 156

8.4 铸铁的珠光体化处理 157

参考文献 158

第9章 各种形态石墨的形成机理 160

9.1 灰铸铁的石墨形成反应 160

9.1.1 初生石墨、片状石墨、共晶石墨的形成过程 160

9.1.2 添加Ti时共晶石墨的形成反应 165

9.1.3 组织中的硫化钛 166

9.1.4 硫化钛的定量分析 168

9.1.5 Ti对形成共晶石墨的影响 169

9.2 球状石墨和蠕虫状石墨的形成反应 172

9.3 粒状石墨铸铁 176

9.3.1 铸铁的高温（奥氏体化温度）收缩反应 176

9.3.2 粒状石墨铸铁的制造 178

9.4 雪花（爆裂）状石墨的形成 180

参考文献 181

第10章 力学性能 183

10.1 铸铁的特性 183

10.2 基体组织与合金元素 183

10.3 铁合金中合金元素的作用 190

10.4 热处理 191

10.4.1 铸铁中的马氏体 191

10.4.2 奥氏体化等温淬火球墨铸铁 194

参考文献 198

第11章 铸铁的再生循环利用 200

11.1 再生循环利用的关键问题 200

11.2 用结合论研究铸铁的再生循环利用 200

11.3 铸铁再生循环利用的现在和将来 202

参考文献 204

跋 205

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