鑄造手冊 第2卷 鑄鋼（第4版）

第4版前言
第3版前言
第2版前言
第1版前言
本書主要符號表
第1章緒論1
1.1鑄鋼工業(yè)的發(fā)展1
1.1.1鑄鋼件的出現(xiàn)和鑄鋼工業(yè)的形成1
1.1.220世紀40年代以后鑄鋼工業(yè)的技術
進步2
1.2鑄鋼件的優(yōu)點4
1.2.1與鍛鋼件比較4
1.2.2與焊接結構件比較5
1.2.3與鑄鐵件及其他合金鑄件比較5
1.3鑄鋼件的應用5
1.3.1電站設備5
1.3.2鐵路機車及車輛5
1.3.3建筑、工程機械及其他車輛6
1.3.4礦山設備7
1.3.5鍛壓及冶金設備7
1.3.6航空及航天設備7
1.3.7高壓容器設備8
1.3.8船舶8
1.3.9農用機具8
參考文獻9
第2章基本知識10
2.1鋼的金相和熱處理基礎10
2.1.1Fe-Fe3C相圖10
2.1.2Fe-Fe3C系合金的分類12
2.1.3碳鋼的鑄態(tài)組織12
2.1.4碳鋼在加熱過程中的組織轉變13
2.1.5碳鋼在冷卻過程中的組織轉變14
2.1.6碳對碳鋼顯微組織和性能的影響15
2.2鋼的合金化基本知識17
2.2.1合金元素在鋼中存在的形態(tài)17
2.2.2合金元素對相圖的影響18
2.2.3合金元素對等溫轉變曲線的影響21
2.2.4合金元素對連續(xù)冷卻轉變曲線的
影響21
2.2.5合金元素對鋼的組織及性能的
影響23
2.2.6常用合金化元素在鋼中的作用28
2.3影響鑄鋼性能的一些因素29
2.3.1鋼中常見雜質元素的影響29
2.3.2鋼中非金屬夾雜物的影響32
2.3.3鑄鋼凝固速度對組織和性能的
影響34
2.4電弧爐煉鋼基本知識36
2.4.1電弧爐煉鋼的特點36
2.4.2電弧爐煉鋼中的爐渣36
2.4.3煉鋼中冶金反應的熱力學40
2.4.4煉鋼中冶金反應的動力學46
2.5感應電爐煉鋼基本知識47
2.5.1無心感應電爐煉鋼原理47
2.5.2感應電爐煉鋼的優(yōu)缺點47
2.5.3真空感應電爐煉鋼48
2.6爐外精煉基本知識52
2.6.1爐外精煉的重要作用52
2.6.2爐外精煉技術的發(fā)展52
2.6.3爐外精煉的特點和方法53
2.6.4爐外精煉的基本原理53
2.6.5爐外精煉技術在鑄鋼生產中的
應用56
2.6.6純凈鋼精煉技術57
2.6.7爐外精煉技術發(fā)展趨勢59
參考文獻59
第3章鑄鋼的分類及牌號表示方法60
3.1鑄鋼的分類60
3.2我國鑄鋼牌號的表示方法60
3.3某些國家鑄鋼牌號的表示方法61
3.3.1國際標準61
3.3.2歐洲標準61
3.3.3德國標準62
3.3.4美國標準63
3.3.5英國標準63
3.3.6法國標準64
3.3.7日本標準64
3.3.8俄羅斯標準64
3.4各國鑄鋼牌號表示方法對照64
參考文獻67
第4章一般工程與結構用鑄造碳鋼和
高強度鑄鋼68
4.1鑄造碳鋼68
4.1.1一般工程用鑄造碳鋼68
4.1.2特殊情況下的處理方法73
4.2一般工程與結構用高強度鑄鋼76
4.2.1國際標準76
4.2.2美國標準76
4.2.3其他國家的有關標準76
4.3焊接結構用鑄鋼77
4.3.1國際標準77
4.3.2我國標準77
4.3.3日本標準78
4.3.4美國標準78
4.3.5德國標準78
4.4碳鋼的物理性能和鑄造性能80
4.4.1物理性能80
4.4.2鑄造性能85
4.5碳鋼的典型金相組織88
4.5.1鑄態(tài)組織89
4.5.2低碳鑄鋼的典型金相組織90
4.5.3中碳鑄鋼的典型金相組織91
4.5.4高碳亞共析鑄鋼的典型金相組織93
4.5.5高碳過共析鑄鋼的典型金相組織95
4.5.6鑄造碳鋼的斷面效應95
參考文獻96
第5章鑄造中、低合金鋼97
5.1低合金鑄鋼97
5.1.1國家標準低合金鑄鋼97
5.1.2行業(yè)標準低合金鑄鋼98
5.2我國的中、低合金高強度鑄鋼101
5.2.1鑄造錳鋼101
5.2.2鑄造硅錳鋼102
5.2.3鑄造錳鉬鋼103
5.2.4鑄造硅錳鉬鋼103
5.2.5鑄造錳鉬釩鋼與鑄造硅錳鉬釩鋼103
5.2.6鑄造錳鉬釩銅鋼104
5.2.7鑄造鉻鋼104
5.2.8鉻鉬鑄鋼105
5.2.9鉻錳硅鑄鋼106
5.2.10鉻錳鉬鑄鋼106
5.2.11鉻鉬釩鑄鋼107
5.2.12鉻銅鑄鋼107
5.2.13鉬鑄鋼108
5.2.14鉻鎳鉬鑄鋼108
5.2.15銅鑄鋼109
5.3微量合金化鑄鋼109
5.3.1釩、鈮系微量合金化鑄鋼109
5.3.2硼系微量合金化鑄鋼115
5.3.3稀土鑄鋼115
5.4國外的中、低合金鑄鋼116
5.4.1歐洲中、低合金鑄鋼116
5.4.2美國中、低合金鑄鋼121
5.4.3日本低合金鑄鋼126
5.4.4德國低合金高強度鑄鋼128
5.4.5俄羅斯合金鑄鋼133
5.4.6法國工程與結構用鑄鋼133
5.4.7英國工程與結構用鑄鋼138
5.4.8瑞典非合金和合金鑄鋼138
5.4.9美國某公司典型低合金鋼140
5.5低合金高強度鑄鋼的典型金相組織149
5.5.1w(Mn)=1.5％的鑄鋼149
5.5.2w(Mo)=0.5%的鑄鋼150
5.5.3鉻鉬釩鑄鋼150
5.5.4鉻鑄鋼152
5.5.5鉻鉬鑄鋼152
5.5.6鉻鎳鉬鑄鋼156
5.5.7鎳鑄鋼156
參考文獻157
第6章鑄造不銹鋼與耐熱鋼158
6.1工程與結構用中、高強度馬氏體型
不銹鋼158
6.1.1工程與結構用中、高強度馬氏體型
不銹鋼的有關標準158
6.1.2w(Cr)=13％、w(Ni)=4％左右的
鑄鋼169
6.1.3沉淀硬化型不銹鋼175
6.2耐蝕鑄造不銹鋼及鎳基鑄造合金178
6.2.1耐蝕不銹鋼的品種178
6.2.2耐蝕不銹鋼的化學成分和力學、
物理性能180
6.2.3耐蝕不銹鋼的有關標準181
6.2.4耐蝕不銹鋼的物理性能215
6.2.5耐蝕不銹鋼的典型金相組織224
6.2.6耐蝕鎳基合金226
6.3鑄造耐熱鋼238
6.3.1耐熱鋼的分類238
6.3.2鑄造耐熱鋼的有關標準238
6.3.3耐熱鋼鑄件的耐熱性能258
6.3.4高合金耐熱鋼和耐蝕鋼的焊接性260
6.3.5耐熱鋼鑄件的典型金相組織260
參考文獻262
·ⅩⅦ·第7章鑄造耐磨鋼263
7.1耐磨奧氏體錳鋼263
7.1.1Mn13系列耐磨高錳鋼263
7.1.2耐磨中錳鋼275
7.1.3Mn18系列耐磨高錳鋼275
7.2其他耐磨高合金鋼275
7.3耐磨中合金鋼276
7.4耐磨低合金鋼277
7.4.1水淬熱處理低合金馬氏體耐磨鋼278
7.4.2油淬、空淬熱處理低合金馬氏體
耐磨鋼279
7.4.3等溫淬火低合金貝氏體耐磨鋼280
7.4.4正火熱處理低合金珠光體耐磨鋼280
7.5耐磨碳鋼281
7.6鑄造石墨鋼281
7.7陶瓷增硬（強）耐磨鋼基復合材料282
參考文獻283
第8章鑄造特殊用鋼及專業(yè)用鋼284
8.1低溫用鑄鋼284
8.1.1我國低溫用鑄鋼284
8.1.2美國低溫用鑄鋼284
8.1.3日本低溫高壓用鑄鋼287
8.1.4俄羅斯低溫耐磨鑄鋼287
8.1.5法國低溫用鑄鋼289
8.2鑄造工具鋼290
8.2.1美國鑄造工具鋼290
8.2.2美國某公司鑄造工具鋼290
8.3承壓鑄鋼290
8.3.1我國承壓鑄鋼290
8.3.2國際承壓鑄鋼297
8.3.3美國承壓鑄鋼302
8.3.4英國承壓鑄鋼311
8.3.5日本承壓鑄鋼314
8.3.6法國承壓鑄鋼315
8.4精密鑄造用鑄鋼及合金318
8.4.1英國精密鑄造碳鋼和低合金鑄鋼318
8.4.2美國精密鑄造用鑄鋼及其合金318
8.4.3美國某公司鈷基合金318
8.4.4德國醫(yī)療器械用鑄造不銹鋼318
8.4.5我國精密鑄造用鑄鋼318
8.4.6國際精密鑄造用鑄鋼318
8.5離心鑄造鑄鋼管325
8.5.1美國離心鑄鋼管325
8.5.2日本離心鑄造用鑄鋼管329
8.5.3國際離心鑄鋼及其合金330
8.6專業(yè)鑄造用鋼331
8.6.1重型與礦山機器用鑄鋼331
8.6.2水輪機用鑄鋼331
8.6.3汽輪機用鑄鋼331
8.6.4機車車輛用鑄鋼331
8.6.5常用鑄鋼軋輥用鋼331
8.6.6無磁及電工用鑄鋼331
參考文獻339
第9章鑄造用鋼的熔煉340
9.1煉鋼用原材料340
9.1.1金屬材料340
9.1.2造渣材料、氧化劑和增碳劑362
9.1.3耐火材料364
9.1.4其他材料382
9.2普通功率煉鋼電弧爐的構造及主要技術
性能386
9.3堿性電弧爐氧化法煉鋼工藝389
9.3.1修補爐襯、配料及裝料389
9.3.2熔化期的技術措施391
9.3.3氧化期的技術要求及過程控制392
9.3.4還原期的技術要求及過程控制396
9.3.5冶煉過程中對鋼液溫度的控制398
9.3.6出鋼的技術要求399
9.3.7碳鋼氧化法冶煉工藝399
9.3.8低合金鋼氧化法冶煉工藝399
9.3.9高合金鋼氧化法冶煉工藝403
9.3.10初煉鋼液的冶煉工藝407
9.4堿性電弧爐返回法煉鋼工藝408
9.4.1返回法煉鋼的工藝要點408
9.4.2高合金鋼返回法冶煉工藝410
9.5堿性電弧爐不氧化法煉鋼工藝412
9.5.1不氧化法煉鋼的工藝要點412
9.5.2高合金鋼不氧化法冶煉工藝414
9.6酸性電弧爐煉鋼工藝416
9.6.1酸性電弧爐煉鋼工藝特點416
9.6.2補爐、配料及裝料416
9.6.3氧化法冶煉工藝416
9.6.4不氧化法冶煉工藝418
9.6.5硅還原法冶煉工藝418
9.7電弧爐煉鋼的合理供電制度419
9.7.1電弧爐的主要電路及電氣裝置419
9.7.2合理的供電制度419
9.8超高功率電弧爐煉鋼技術與節(jié)能技術421
9.8.1高阻抗技術421
9.8.2泡沫渣技術422
9.8.3水冷爐壁和水冷爐蓋技術423
9.8.4無渣出鋼技術424
9.8.5廢鋼預熱技術424
9.8.6氧-燃燒嘴助熔技術425
9.8.7底吹氣體攪拌技術426
9.9直流電弧爐設備簡介及特點427
9.9.1直流電弧爐的發(fā)展概況427
9.9.2直流電弧爐的特點427
9.9.3直流電弧爐的類型及冶煉工藝
特點428
9.9.4電爐煉鋼智能化430
9.10感應電爐煉鋼設備簡介及工藝431
9.10.1煉鋼用感應電爐的主要技術
性能431
9.10.2感應電爐煉鋼工藝432
9.11真空感應爐設備及工藝438
9.11.1真空感應爐現(xiàn)狀438
9.11.2真空感應爐設備簡介438
9.11.3真空感應爐煉鋼工藝439
9.12鋼的澆注442
9.12.1盛鋼桶的形式與規(guī)格442
9.12.2盛鋼桶的準備442
9.12.3鋼液在盛鋼桶中的鎮(zhèn)靜443
9.12.4鑄鋼件的澆注溫度和澆注速度443
9.12.5保護澆注445
9.12.6澆注操作工藝要點445
參考文獻445
·ⅩⅧ·第10章鑄造用鋼的爐外精煉446
10.1概述446
10.1.1爐外精煉的任務446
10.1.2爐外精煉的主要優(yōu)點446
10.1.3爐外精煉的基本功能446
10.2爐外精煉工藝的種類及其特點448
10.3鋼液滴流真空除氣法452
10.3.1鋼包除氣法452
10.3.2倒包除氣法452
10.3.3出鋼除氣法453
10.4鋼包精煉法453
10.4.1LF(V)鋼包精煉法453
10.4.2ASEA-SKF鋼包精煉法458
10.4.3真空電弧加熱除氣法462
10.5氬氧脫碳和真空氧脫碳精煉法463
10.5.1AOD法工藝及設備463
10.5.2VOD法工藝及設備470
10.6真空提升除氣法和真空循環(huán)除氣法478
10.6.1概況478
10.6.2真空提升除氣法478
10.6.3真空循環(huán)除氣法479
10.7電渣重熔485
10.7.1概述485
10.7.2主要過程485
10.7.3冶金反應486
10.7.4電渣重熔用渣系486
10.7.5電渣重熔工藝487
10.7.6電渣重熔設備488
10.7.7電渣重熔新發(fā)展488
10.8其他爐外精煉方法488
10.8.1鋼包噴粉精煉法488
10.8.2鋼包吹氬法490
10.8.3鋼包喂線法492
10.9爐外精煉用原材料494
10.9.1耐火材料494
10.9.2電極501
10.9.3輔助材料501
10.9.4惰性氣體502
10.10純凈鋼生產技術502
10.10.1純凈鋼概念及當今水平502
10.10.2有害元素去除途徑503
10.10.3純凈鋼冶煉工藝路線503
參考文獻504
第11章鑄鋼件的熱處理505
11.1鑄鋼件熱處理的一般問題505
11.1.1鑄鋼件熱處理的特點505
11.1.2鑄鋼件熱處理的主要工藝要素505
11.1.3鑄鋼件的熱處理方式506
11.1.4熱處理對鑄鋼件性能的影響512
11.2鑄鋼件的表面淬火處理和化學熱
處理515
11.2.1鑄鋼件的表面淬火處理515
11.2.2鑄鋼件的化學熱處理519
11.3各種鑄鋼件的熱處理工藝522
11.3.1碳鋼鑄件的熱處理522
11.3.2中、低合金鋼鑄件的熱處理524
11.3.3耐磨鑄鋼件的熱處理528
11.3.4耐蝕不銹鋼鑄件的熱處理535
11.3.5耐熱鑄鋼件的熱處理542
11.3.6工、模具鋼鑄件的熱處理544
11.3.7專業(yè)用鑄鋼件的熱處理547
11.3.8低溫用鑄鋼件的熱處理553
11.3.9大型鑄鋼件的熱處理554
11.4鑄鋼件熱處理時常見的缺陷556
11.5鑄鋼件熱處理車間常用的加熱設備558
11.5.1熱處理用加熱爐的分類558
11.5.2油爐559
11.5.3煤氣爐560
11.5.4電阻爐560
11.6鑄鋼熱處理節(jié)能簡介566
11.6.1熱處理節(jié)能的基本策略566
11.6.2熱處理節(jié)能相關名詞及技術經濟
指標566
11.6.3熱處理節(jié)能方法簡介566
11.7鑄鋼熱處理生產的環(huán)境污染及防治568
參考文獻569
第12章鑄鋼件的質量檢測570
12.1鑄鋼金相組織的檢驗570
12.1.1宏觀組織檢驗570
12.1.2微觀組織檢驗573
12.1.3斷口的檢驗和分析582
12.1.4微區(qū)成分分析和相結構分析586
12.2鑄鋼化學成分分析588
12.2.1化學分析588
12.2.2儀器分析技術593
12.2.3氣體分析597
12.3鑄鋼力學性能試驗598
12.3.1試塊598
12.3.2拉伸試驗599
12.3.3硬度試驗600
12.3.4沖擊試驗602
12.3.5彎曲試驗604
12.3.6疲勞性能試驗604
12.3.7斷裂韌度試驗606
12.4鑄鋼的特殊性能測定609
12.4.1鑄鋼的長期高溫性能測定609
12.4.2鑄鋼耐蝕性的測定613
12.4.3鑄鋼耐磨性的測定614
12.5鑄鋼的物理性能測定617
12.5.1密度的測定617
12.5.2彈性模量的測定618
12.5.3比熱容的測定618
12.5.4線脹系數(shù)的測定619
12.5.5熱導率的測定620
12.5.6電阻率的測定621
12.5.7磁學性能的測定622
12.5.8熱分析法623
12.6鑄鋼工藝性能的測定625
12.6.1鑄造性能的測定625
12.6.2焊接性能的測定630
12.6.3切削性能的測定631
12.6.4溫度的測定632
12.7鑄鋼的無損檢測和質量分級636
12.7.1射線檢測636
12.7.2超聲檢測639
12.7.3磁粉檢測643
12.7.4滲透檢測646
12.7.5無損檢測新技術648
12.8鑄鋼件的主要缺陷652
12.8.1鑄鋼件常見缺陷的特征、形成原因及
預防方法653
12.8.2鑄鋼件的鑄造缺陷655
12.8.3鑄鋼件的冶金缺陷655
參考文獻657
附錄658
附錄A鑄鋼件交貨通用技術條件658
附錄B金屬的物理性能660
附錄C鋼中主要元素對鋼的熔點和密度的
影響662
附錄D鋼的硬度值換算表663
附錄E元素周期表668