描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787111757641
编辑推荐
1）本书系统地介绍了铸钢及其熔炼的相关技术，主要内容包括铸钢基本知识、铸造碳钢、铸造中低合金钢、铸造不锈钢、铸造耐热钢、铸造耐磨钢、铸钢熔炼基本知识、铸钢的感应炉熔炼工艺、铸钢的电弧炉熔炼工艺、铸钢的炉外精炼工艺。
2）本书反映了当前铸钢材质和熔炼现状，并阐述了国内外在该领域的先进技术和发展趋势。
3）本书注重理论联系实际，突出实用性，在深入浅出地阐明基础理论和基本技术的同时，列举了丰富的实际案例，以便读者对技术内容的理解和掌握，并提高解决实际工程技术问题的能力。
2）本书反映了当前铸钢材质和熔炼现状，并阐述了国内外在该领域的先进技术和发展趋势。
3）本书注重理论联系实际，突出实用性，在深入浅出地阐明基础理论和基本技术的同时，列举了丰富的实际案例，以便读者对技术内容的理解和掌握，并提高解决实际工程技术问题的能力。
内容简介
本书系统地介绍了铸钢及其熔炼的相关技术，主要内容包括铸钢基本知识、铸造碳钢、铸造中低合金钢、铸造不锈钢、铸造耐热钢、铸造耐磨钢、铸钢熔炼基本知识、铸钢的感应炉熔炼工艺、铸钢的电弧炉熔炼工艺、铸钢的炉外精炼工艺。本书反映了当前铸钢材质和熔炼现状，并阐述了国内外在该领域的先进技术和发展趋势。本书注重理论联系实际，突出实用性，在深入浅出地阐明基础理论和基本技术的同时，列举了丰富的实际案例，以便读者对技术内容的理解和掌握，并提高解决实际工程技术问题的能力。
目 录
前言
第1章铸钢基本知识1
1.1铸钢材料简介1
1.1.1铸钢的概念1
1.1.2铸钢的特点1
1.2铸钢的分类与牌号表示方法2
1.2.1铸钢的分类2
1.2.2铸钢牌号表示方法3
1.3铸钢材料的基本性能6
1.3.1铁碳相图6
1.3.2物理性能8
1.3.3化学性能9
1.3.4力学性能9
1.3.5工艺性能11
1.4铸钢材料的强化12
1.4.1固溶强化13
1.4.2细晶强化13
1.4.3形变强化13
1.4.4沉淀强化13
1.5铸钢的应用14
1.6新型铸钢的发展17
第2章铸造碳钢19
2.1铸造碳钢牌号与化学成分19
2.2铸造碳钢的铸造性能及结晶过程20
2.2.1铸造碳钢的铸造性能20
2.2.2铸造碳钢的结晶过程26
2.3铸造碳钢件的组织及热处理28
2.3.1铸造碳钢件的铸态组织28
2.3.2铸造碳钢件的热处理34
2.4铸造碳钢的性能特点及应用40
2.4.1铸造碳钢的力学性能及影响
因素40
2.4.2铸造碳钢的应用41
第3章铸造中低合金钢43
3.1合金元素在铸钢中的作用43
3.2锰系中低合金铸钢47
3.2.1铸造低锰钢48
3.2.2铸造锰硅钢51
3.2.3铸造锰钼（钒、铜）钢56
3.2.4铸造硅锰钼（钒）钢57
3.3铬系中低合金铸钢58
3.3.1铸造铬钢59
3.3.2铸造铬钼（钒）钢61
3.3.3铸造铬锰硅钢62
3.3.4铸造铬锰钼钢64
3.3.5铸造铬镍钼钢65
3.4微合金化铸钢67
3.4.1钒微合金化铸钢67
3.4.2铌微合金化铸钢68
3.4.3钛微合金化铸钢69
3.4.4硼微合金化铸钢70
3.4.5稀土铸钢71
3.4.6多元复合微合金化铸钢72
第4章铸造不锈钢74
4.1概述74
4.1.1不锈钢定义74
4.1.2不锈钢的分类74
4.1.3我国铸造不锈钢的现状75
4.2不锈钢的腐蚀类型75
4.2.1晶间腐蚀76
4.2.2点蚀76
4.2.3缝隙腐蚀78
4.2.4应力腐蚀79
4.2.5腐蚀疲劳81
4.2.6微生物腐蚀82
4.3合金元素对不锈钢组织和性能的
影响83
4.3.1不锈钢的铬当量和镍当量83
4.3.2合金元素对不锈钢性能的影响83
4.4铸造奥氏体不锈钢85
4.4.1奥氏体不锈钢的发展简况85
4.4.2奥氏体不锈钢的组织87
4.4.3奥氏体不锈钢的工艺性能88
4.4.4铸造奥氏体不锈钢的典型牌号
及其应用90
4.5铸造铁素体不锈钢99
4.5.1铁素体不锈钢的发展简况99
4.5.2铁素体不锈钢的性能99
4.5.3铸造铁素体不锈钢的典型牌号
及其应用103
4.6铸造马氏体不锈钢107
4.6.1马氏体不锈钢的发展简况107
4.6.2马氏体铬不锈钢108
4.6.3马氏体铬镍不锈钢109
4.6.4马氏体沉淀硬化不锈钢110
4.6.5马氏体时效不锈钢112
4.6.6超级马氏体不锈钢113
4.7铸造双相不锈钢114
4.7.1双相不锈钢的发展简况114
4.7.2双相不锈钢的分类及代表牌号115
4.7.3双相不锈钢的组织及生产应用中的
限制和要求115
4.7.4双相不锈钢的性能特点及应用117
第5章铸造耐热钢118
5.1金属材料的高温失效形式118
5.1.1高温腐蚀118
5.1.2高温蠕变120
5.1.3高温疲劳121
5.2耐热钢的高温性能及强化机制121
5.2.1耐热钢的高温力学性能122
5.2.2耐热钢的耐高温腐蚀性能122
5.2.3耐热钢的强化机制124
5.3合金元素对耐热钢高温性能的影响125
5.4铸造耐热钢的分类、典型牌号及其
性能127
5.4.1铸造耐热钢的分类127
5.4.2铸造铁素体耐热钢128
5.4.3铸造珠光体耐热钢134
5.4.4铸造马氏体耐热钢137
5.4.5铸造奥氏体耐热钢141
第6章铸造耐磨钢144
6.1概述144
6.1.1耐磨铸钢的磨损特性144
6.1.2耐磨铸钢的磨料磨损机制146
6.1.3耐磨铸钢的腐蚀磨损机制147
6.2铸造耐磨锰钢149
6.2.1铸造Mn13系高锰钢149
6.2.2铸造Mn18系超高锰钢157
6.2.3铸造中锰钢158
6.3铸造高合金耐磨钢160
6.4铸造中合金耐磨钢161
6.5铸造低合金耐磨钢163
6.5.1水淬低合金耐磨铸钢163
6.5.2油淬和空冷低合金耐磨铸钢166
6.5.3低合金贝氏体和M-B复相耐磨
铸钢168
第7章铸钢熔炼基本知识171
7.1铸钢熔炼的目的与要求171
7.2铸钢熔炼用原材料171
7.2.1废钢171
7.2.2铸造生铁174
7.2.3铁合金175
7.2.4纯金属176
7.3铸钢熔炼用辅助材料177
7.3.1造渣材料177
7.3.2氧化剂178
7.3.3脱氧剂178
7.3.4增碳剂179
7.3.5孕育剂和变质剂179
7.3.6除渣材料180
7.3.7耐火材料181
7.3.8熔炼用其他材料182
7.4铸钢熔炼的主要方法及特点182
7.4.1电弧炉熔炼183
7.4.2感应炉熔炼184
7.5铸钢熔炼炉前分析186
7.5.1炉前分析方法186
7.5.2炉前取样要求189
7.6铸钢熔炼技术发展趋势189
第8章铸钢的感应炉熔炼工艺191
8.1中频感应炉的结构与筑炉工艺191
8.1.1中频感应炉的结构191
8.1.2中频感应炉的筑炉工艺193
8.1.3中频感应炉的炉衬烘烤烧结
工艺197
8.2感应炉熔炼工艺过程及质量控制199
8.2.1感应炉熔炼配料199
8.2.2装料201
8.2.3熔炼202
8.3感应炉熔炼实例206
8.3.1酸性感应炉熔炼ZG310-570206
8.3.2酸性感应炉熔炼ZG34CrNiMo208
8.3.3碱性感应炉熔炼ZG12Cr18Ni9Ti209
8.3.4碱性感应炉熔炼ZG40Cr5Mo210
8.3.5碱性感应炉熔炼高锰钢211
8.3.6碱性感应炉熔炼ZG270-500213
8.4感应熔炼操作安全事项及常见问题213
8.4.1感应熔炼操作安全事项214
8.4.2感应熔炼常见问题及处理215
第9章铸钢的电弧炉熔炼工艺216
9.1电弧炉的结构216
9.1.1电弧炉的炉体构造216
9.
第1章铸钢基本知识1
1.1铸钢材料简介1
1.1.1铸钢的概念1
1.1.2铸钢的特点1
1.2铸钢的分类与牌号表示方法2
1.2.1铸钢的分类2
1.2.2铸钢牌号表示方法3
1.3铸钢材料的基本性能6
1.3.1铁碳相图6
1.3.2物理性能8
1.3.3化学性能9
1.3.4力学性能9
1.3.5工艺性能11
1.4铸钢材料的强化12
1.4.1固溶强化13
1.4.2细晶强化13
1.4.3形变强化13
1.4.4沉淀强化13
1.5铸钢的应用14
1.6新型铸钢的发展17
第2章铸造碳钢19
2.1铸造碳钢牌号与化学成分19
2.2铸造碳钢的铸造性能及结晶过程20
2.2.1铸造碳钢的铸造性能20
2.2.2铸造碳钢的结晶过程26
2.3铸造碳钢件的组织及热处理28
2.3.1铸造碳钢件的铸态组织28
2.3.2铸造碳钢件的热处理34
2.4铸造碳钢的性能特点及应用40
2.4.1铸造碳钢的力学性能及影响
因素40
2.4.2铸造碳钢的应用41
第3章铸造中低合金钢43
3.1合金元素在铸钢中的作用43
3.2锰系中低合金铸钢47
3.2.1铸造低锰钢48
3.2.2铸造锰硅钢51
3.2.3铸造锰钼（钒、铜）钢56
3.2.4铸造硅锰钼（钒）钢57
3.3铬系中低合金铸钢58
3.3.1铸造铬钢59
3.3.2铸造铬钼（钒）钢61
3.3.3铸造铬锰硅钢62
3.3.4铸造铬锰钼钢64
3.3.5铸造铬镍钼钢65
3.4微合金化铸钢67
3.4.1钒微合金化铸钢67
3.4.2铌微合金化铸钢68
3.4.3钛微合金化铸钢69
3.4.4硼微合金化铸钢70
3.4.5稀土铸钢71
3.4.6多元复合微合金化铸钢72
第4章铸造不锈钢74
4.1概述74
4.1.1不锈钢定义74
4.1.2不锈钢的分类74
4.1.3我国铸造不锈钢的现状75
4.2不锈钢的腐蚀类型75
4.2.1晶间腐蚀76
4.2.2点蚀76
4.2.3缝隙腐蚀78
4.2.4应力腐蚀79
4.2.5腐蚀疲劳81
4.2.6微生物腐蚀82
4.3合金元素对不锈钢组织和性能的
影响83
4.3.1不锈钢的铬当量和镍当量83
4.3.2合金元素对不锈钢性能的影响83
4.4铸造奥氏体不锈钢85
4.4.1奥氏体不锈钢的发展简况85
4.4.2奥氏体不锈钢的组织87
4.4.3奥氏体不锈钢的工艺性能88
4.4.4铸造奥氏体不锈钢的典型牌号
及其应用90
4.5铸造铁素体不锈钢99
4.5.1铁素体不锈钢的发展简况99
4.5.2铁素体不锈钢的性能99
4.5.3铸造铁素体不锈钢的典型牌号
及其应用103
4.6铸造马氏体不锈钢107
4.6.1马氏体不锈钢的发展简况107
4.6.2马氏体铬不锈钢108
4.6.3马氏体铬镍不锈钢109
4.6.4马氏体沉淀硬化不锈钢110
4.6.5马氏体时效不锈钢112
4.6.6超级马氏体不锈钢113
4.7铸造双相不锈钢114
4.7.1双相不锈钢的发展简况114
4.7.2双相不锈钢的分类及代表牌号115
4.7.3双相不锈钢的组织及生产应用中的
限制和要求115
4.7.4双相不锈钢的性能特点及应用117
第5章铸造耐热钢118
5.1金属材料的高温失效形式118
5.1.1高温腐蚀118
5.1.2高温蠕变120
5.1.3高温疲劳121
5.2耐热钢的高温性能及强化机制121
5.2.1耐热钢的高温力学性能122
5.2.2耐热钢的耐高温腐蚀性能122
5.2.3耐热钢的强化机制124
5.3合金元素对耐热钢高温性能的影响125
5.4铸造耐热钢的分类、典型牌号及其
性能127
5.4.1铸造耐热钢的分类127
5.4.2铸造铁素体耐热钢128
5.4.3铸造珠光体耐热钢134
5.4.4铸造马氏体耐热钢137
5.4.5铸造奥氏体耐热钢141
第6章铸造耐磨钢144
6.1概述144
6.1.1耐磨铸钢的磨损特性144
6.1.2耐磨铸钢的磨料磨损机制146
6.1.3耐磨铸钢的腐蚀磨损机制147
6.2铸造耐磨锰钢149
6.2.1铸造Mn13系高锰钢149
6.2.2铸造Mn18系超高锰钢157
6.2.3铸造中锰钢158
6.3铸造高合金耐磨钢160
6.4铸造中合金耐磨钢161
6.5铸造低合金耐磨钢163
6.5.1水淬低合金耐磨铸钢163
6.5.2油淬和空冷低合金耐磨铸钢166
6.5.3低合金贝氏体和M-B复相耐磨
铸钢168
第7章铸钢熔炼基本知识171
7.1铸钢熔炼的目的与要求171
7.2铸钢熔炼用原材料171
7.2.1废钢171
7.2.2铸造生铁174
7.2.3铁合金175
7.2.4纯金属176
7.3铸钢熔炼用辅助材料177
7.3.1造渣材料177
7.3.2氧化剂178
7.3.3脱氧剂178
7.3.4增碳剂179
7.3.5孕育剂和变质剂179
7.3.6除渣材料180
7.3.7耐火材料181
7.3.8熔炼用其他材料182
7.4铸钢熔炼的主要方法及特点182
7.4.1电弧炉熔炼183
7.4.2感应炉熔炼184
7.5铸钢熔炼炉前分析186
7.5.1炉前分析方法186
7.5.2炉前取样要求189
7.6铸钢熔炼技术发展趋势189
第8章铸钢的感应炉熔炼工艺191
8.1中频感应炉的结构与筑炉工艺191
8.1.1中频感应炉的结构191
8.1.2中频感应炉的筑炉工艺193
8.1.3中频感应炉的炉衬烘烤烧结
工艺197
8.2感应炉熔炼工艺过程及质量控制199
8.2.1感应炉熔炼配料199
8.2.2装料201
8.2.3熔炼202
8.3感应炉熔炼实例206
8.3.1酸性感应炉熔炼ZG310-570206
8.3.2酸性感应炉熔炼ZG34CrNiMo208
8.3.3碱性感应炉熔炼ZG12Cr18Ni9Ti209
8.3.4碱性感应炉熔炼ZG40Cr5Mo210
8.3.5碱性感应炉熔炼高锰钢211
8.3.6碱性感应炉熔炼ZG270-500213
8.4感应熔炼操作安全事项及常见问题213
8.4.1感应熔炼操作安全事项214
8.4.2感应熔炼常见问题及处理215
第9章铸钢的电弧炉熔炼工艺216
9.1电弧炉的结构216
9.1.1电弧炉的炉体构造216
9.
前 言
铸造是工业特别是装备制造工业的基础，是机械装备产品和高端装备创新发展的重要支撑和基础保障，在经济建设和国防工业建设中占有极其重要的地位。据不完全统计，2022年我国铸件产量达5170万t，其中铸钢件约635万t，约占我国铸件总产量的12.3%。
铸钢的生产，即钢的铸造，是装备制造业不可或缺的材料支撑与工艺环节。铸钢是金属材料的重要类别，是铸造专业知识体系和技术体系的重要基础。铸钢是一类高性能工程结构材料，也是铸铁材料内部的基体材料，还是铸造铁基复合材料的基体材料，为此可以说，铸钢材料是铸造铁基材料的基础，其重要性不言而喻。铸钢分为铸造碳钢和铸造合金钢两大类。低合金铸钢有高强度、高韧性和较好的焊接性，而特殊高合金铸钢可满足一些特殊要求，如耐磨、耐蚀、耐热、耐压、耐低温等。随着机械制造业的发展，铸钢件得到了日益广泛的应用，特别是重大装备制造业的发展使大型铸钢件（单重百吨甚至几百吨）受到极大重视。我国已连续多年稳居世界第一铸钢件生产大国的位置，但是低端产品过剩，高端产品供不应求，铸钢件整体生产水平还有待提升，必须深入开展铸钢新材料、新工艺、新技术的研发，建立全国性和地区性的技术培训基地，提高铸造工程技术人员和工人的技术水平。
本书针对广大铸钢生产一线的工程技术人员、技术工人及大专院校师生的阅读和培训需要，介绍了铸钢材料及其熔炼工艺。全书共分为10章：第1章主要介绍了铸钢的概念、特点、分类及牌号表示方法，铸钢材料的基本性能与强化，铸钢的应用等；第2章主要介绍了铸造碳钢的牌号、化学成分、组织、性能及应用等；第3章主要介绍了合金元素在钢中的作用，锰系中低合金铸钢、铬系中低合金铸钢、微合金化铸钢的牌号、化学成分、组织、性能及应用等；第4章主要介绍了不锈钢定义与分类，不锈钢的腐蚀类型，合金元素对不锈钢组织和性能的影响，铸造奥氏体不锈钢、铸造铁素体不锈钢、铸造马氏体不锈钢、铸造双相不锈钢的牌号、化学成分、组织、性能及应用等；第5章主要介绍了金属材料的高温失效形式，铸造耐热钢的高温性能及强化机制，合金元素对耐热钢高温性能的影响，铸造耐热钢的分类，铸造铁素体耐热钢、铸造珠光体耐热钢、铸造马氏体耐热钢、铸造奥氏体耐热钢的牌号、化学成分、组织、性能及应用等；第6章主要介绍了耐磨铸钢的磨损特性与磨损机制，铸造耐磨锰钢、铸造中合金耐磨钢、铸造低合金耐磨钢的牌号、化学成分、组织、性能及应用等；第7章主要介绍了铸钢熔炼用原材料与辅助材料、铸钢熔炼的主要方法及特点、铸钢熔炼炉前分析、铸钢熔炼技术发展趋势等；第8章主要介绍了中频感应炉的结构与筑炉工艺、感应炉熔炼工艺过程及质量控制、感应炉熔炼实例、感应熔炼操作安全事项及常见问题等；第9章主要介绍了电弧炉的结构与筑炉工艺、电弧炉熔炼工艺过程、电弧炉熔炼实例、电弧炉洁净化炼钢技术等；第10章主要介绍了氩氧脱碳（AOD）、真空吹氧脱碳（VOD）、钢包电弧加热精炼［LF（V）］、钢包喷粉精炼等铸钢炉外精炼工艺。
本书贴近铸钢生产实践，又具有一定的深度和广度。在本书编著过程中，得到了中国机械工程学会铸造分会、中国铸造协会及国内铸造有关专家以及相关生产企业的关心、指导和大力支持，在此深表感谢！特别感谢暨南大学及暨南大学高性能金属耐磨材料技术国家地方联合工程研究中心对本书编著和出版工作的特别支持！
限于编著者水平，书中难免有不妥之处，恳请读者批评指正。
铸钢的生产，即钢的铸造，是装备制造业不可或缺的材料支撑与工艺环节。铸钢是金属材料的重要类别，是铸造专业知识体系和技术体系的重要基础。铸钢是一类高性能工程结构材料，也是铸铁材料内部的基体材料，还是铸造铁基复合材料的基体材料，为此可以说，铸钢材料是铸造铁基材料的基础，其重要性不言而喻。铸钢分为铸造碳钢和铸造合金钢两大类。低合金铸钢有高强度、高韧性和较好的焊接性，而特殊高合金铸钢可满足一些特殊要求，如耐磨、耐蚀、耐热、耐压、耐低温等。随着机械制造业的发展，铸钢件得到了日益广泛的应用，特别是重大装备制造业的发展使大型铸钢件（单重百吨甚至几百吨）受到极大重视。我国已连续多年稳居世界第一铸钢件生产大国的位置，但是低端产品过剩，高端产品供不应求，铸钢件整体生产水平还有待提升，必须深入开展铸钢新材料、新工艺、新技术的研发，建立全国性和地区性的技术培训基地，提高铸造工程技术人员和工人的技术水平。
本书针对广大铸钢生产一线的工程技术人员、技术工人及大专院校师生的阅读和培训需要，介绍了铸钢材料及其熔炼工艺。全书共分为10章：第1章主要介绍了铸钢的概念、特点、分类及牌号表示方法，铸钢材料的基本性能与强化，铸钢的应用等；第2章主要介绍了铸造碳钢的牌号、化学成分、组织、性能及应用等；第3章主要介绍了合金元素在钢中的作用，锰系中低合金铸钢、铬系中低合金铸钢、微合金化铸钢的牌号、化学成分、组织、性能及应用等；第4章主要介绍了不锈钢定义与分类，不锈钢的腐蚀类型，合金元素对不锈钢组织和性能的影响，铸造奥氏体不锈钢、铸造铁素体不锈钢、铸造马氏体不锈钢、铸造双相不锈钢的牌号、化学成分、组织、性能及应用等；第5章主要介绍了金属材料的高温失效形式，铸造耐热钢的高温性能及强化机制，合金元素对耐热钢高温性能的影响，铸造耐热钢的分类，铸造铁素体耐热钢、铸造珠光体耐热钢、铸造马氏体耐热钢、铸造奥氏体耐热钢的牌号、化学成分、组织、性能及应用等；第6章主要介绍了耐磨铸钢的磨损特性与磨损机制，铸造耐磨锰钢、铸造中合金耐磨钢、铸造低合金耐磨钢的牌号、化学成分、组织、性能及应用等；第7章主要介绍了铸钢熔炼用原材料与辅助材料、铸钢熔炼的主要方法及特点、铸钢熔炼炉前分析、铸钢熔炼技术发展趋势等；第8章主要介绍了中频感应炉的结构与筑炉工艺、感应炉熔炼工艺过程及质量控制、感应炉熔炼实例、感应熔炼操作安全事项及常见问题等；第9章主要介绍了电弧炉的结构与筑炉工艺、电弧炉熔炼工艺过程、电弧炉熔炼实例、电弧炉洁净化炼钢技术等；第10章主要介绍了氩氧脱碳（AOD）、真空吹氧脱碳（VOD）、钢包电弧加热精炼［LF（V）］、钢包喷粉精炼等铸钢炉外精炼工艺。
本书贴近铸钢生产实践，又具有一定的深度和广度。在本书编著过程中，得到了中国机械工程学会铸造分会、中国铸造协会及国内铸造有关专家以及相关生产企业的关心、指导和大力支持，在此深表感谢！特别感谢暨南大学及暨南大学高性能金属耐磨材料技术国家地方联合工程研究中心对本书编著和出版工作的特别支持！
限于编著者水平，书中难免有不妥之处，恳请读者批评指正。
编著者
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