焊接结构学（第2版）

第2版前言

第1版前言

第1章绪论1

11焊接结构的特点1

12构件焊接性2

第2章焊接热过程5

21基本概念与基本原理6

211电弧焊热过程概述6

212热传播基本定律6

213焊接热源9

22焊接温度场17

221瞬时固定热源作用下的温度场17

222连续移动集中热源作用下的

温度场22

223高斯分布热源作用下的温度场27

224快速移动大功率热源作用下的

温度场30

225热饱和与温度均匀化31

23焊接热循环34

231焊接热循环及其主要参数34

232焊接热循环参数的计算35

233多层焊时的热循环39

24熔化区域的局部热作用41

241热平衡和热流密度41

242电极的加热与熔化43

243焊接熔池模型46

第3章焊接应力与变形49

31内应力的产生49

311内应力及其产生原因49

312热应变与相变应变50

32焊接应力与变形的形成过程51

321简单杆件的应力与变形51

322不均匀温度场作用下的应力与

变形52

323焊接引起的应力与变形56

33焊接残余应力62

331焊接残余应力的分布62

332焊接残余应力的影响72

34焊接残余变形79

341焊接残余变形的分类79

342纵向收缩变形及其引起的挠曲

变形82

343横向收缩变形及其引起的挠曲

变形86

344角变形94

345薄壁焊接构件的翘曲（波浪

变形）96

346焊接错边和扭曲变形99

35焊接残余应力与变形的测量和调控100

351焊接过程中应变、位移及焊接

变形的测量101

352焊接残余应力的测量103

353焊接残余应力与变形的调整与

控制109

第4章焊接接头129

41焊接接头的基本特性129

411焊接接头的概念及定义129

412焊接接头的分类130

413焊接节点与焊接坡口133

414焊接接头及焊缝的表示方法135

42焊接接头的非均质特性139

421焊接接头的几何不连续性139

422焊接接头的冶金不完善性140

423焊接接头的力学不均匀性142

43焊接接头工作应力的分布与承载

能力145

431工作焊缝与联系焊缝145

432典型焊接接头的应力集中系数147

433各类焊接接头中工作应力的

分布152

44静载荷条件下焊缝强度的计算160

441焊缝静载强度计算的基本原理

及简化计算的基本假设160

442对接接头的静载强度计算161

443搭接接头的静载强度计算163

444T形（十字）接头的静载强度

计算170

焊接结构学第2版45焊接接头设计概述183

451焊接接头的设计原则183

452焊接接头的传统设计方法——

许用应力设计法184

453焊接接头的现代设计方法——

可靠性设计法186

454焊接接头的等承载设计思想

概述188

第5章焊接结构的脆性断裂192

51脆性断裂事故及其危害性192

52金属断裂特征及焊接结构脆性断裂

影响因素195

521断裂的分类195

522金属材料断裂的形态特征196

523影响金属及其焊接结构脆性

断裂的主要因素199

53焊接结构制造特点与脆性断裂的

关联性203

54脆性断裂的转变温度评定方法209

541冲击韧性试验209

542爆炸膨胀试验和落锤试验211

543缺口试样静载试验213

544韦尔斯宽板拉伸试验214

545断裂韧性试验215

546尼伯林克试验217

547罗伯逊试验和ESSO试验218

548双重拉伸试验218

55脆性断裂的断裂力学评定方法220

551线弹性断裂力学评定方法220

552弹塑性断裂力学评定方法226

56预防焊接结构脆性断裂的措施229

561正确选用材料 230

562采用合理的焊接结构设计和

制造工艺231

563用断裂力学方法评定结构

安全性235

564国内外主要的缺陷评定标准及

SINTAP/FITNET安全性评定

规范简介236

第6章焊接结构的疲劳强度239

61材料及结构疲劳失效的特征239

62疲劳试验及疲劳图240

621疲劳载荷及其表示法240

622基础疲劳试验及疲劳曲线242

623疲劳强度的常用表示法——

疲劳图243

624各类参数对疲劳强度的影响244

63疲劳断裂的物理过程和断口特征247

64焊接接头的疲劳强度计算标准251

65影响焊接结构疲劳强度的因素254

651应力集中254

652残余应力260

653焊接接头区域金属性能变化262

654焊接缺陷264

66焊接结构疲劳设计及提高疲劳强度的

措施266

661焊接结构疲劳强度设计原则266

662提高疲劳强度的工艺措施267

663提高疲劳强度几种工艺方法的

定量分析与比较270

67疲劳裂纹扩展的定量描述及寿命

计算271

671裂纹亚临界扩展描述272

672疲劳裂纹扩展寿命计算274

673利用断裂力学预测疲劳寿命的

局限及全寿命分析方法275

第7章焊接结构类型及其力学特点278

71焊接结构的基本类型278

711焊接结构的分类278

712焊接结构的力学合理性分析279

72焊接结构力学特征281

721框架结构及其力学特征282

722桁架结构及其力学特征286

723板壳结构及其力学特征290

724实体结构及其力学特征293

73焊接结构实例分析293

731桥式起重机主梁294

732焊接容器297

733机床机身300

734焊接旋转体307

735薄板结构314

第8章焊接结构设计319

81焊接结构设计的一般原则319

811焊接结构设计的一般思路319

812焊接结构设计的合理性分析323

813焊接结构设计中应注意的问题330

82焊接结构设计实例332

821机床机身332

822压力容器335

823薄板结构343

参考文献3462100433B

本书主要内容包括：绪论、焊接热过程、焊接应力与变形、焊接接头、焊接结构的脆性断裂、焊接接头和结构的疲劳强度、焊接结构类型及其力学特点、焊接结构设计等。本书力求理论联系实际，突出基本问题，注重对思路和能力的培养，并适当反映国内外的新研究成果和发展趋势。

第12篇 轴

第1章 概述

1 轴的分类

2 轴的设计特点和步骤

3 轴的常用材料

第2章 轴的结构设计

1 轴上零件的定位和固定

2 提高轴疲劳强度的结构措施

3 轴伸和轴颈的结构尺寸

4 轴的结构工艺性

第3章 轴的强度计算

1 按转矩估算轴径

2 按当量弯矩近似计算轴的强度

3 轴的强度计算实例

第4章 轴的刚度校核

1 轴的弯曲刚度校核

2 轴的扭转刚度校核

3 轴的刚度计算实例

第5章 轴的临界转速

1 不带圆盘的均质轴的临界转速

2 带圆盘的轴的临界转速

3 光轴的一阶临界转速计算

4 轴的临界转速计算示例

第6章 钢丝软轴

1 软轴的结构型式和规格

2 软轴的选择和使用

第7章 低速曲轴

1 曲轴的结构设计

2 曲轴的受力分析与计算

参考文献

第13篇 滑动轴承

第1章 滑动轴承的应用

1 滑动轴承的类型

2 滑动轴承的基本形式

3 常用轴瓦材料及其性能

4 标准轴套与轴瓦

5 滑动轴承的结构要素

6 滑动轴承的润滑

7 滑动轴承的速度与载荷

8 滑动轴承设计资料

第2章 无润滑滑动轴承

1 无润滑轴承的结构和材料

2 参数的选择

3 性能计算

第3章 固体润滑滑动轴承

1 覆膜轴承

2 烧结轴承

3 浸渍复合轴承

4 镶嵌轴承

第4章 含油轴承

1 粉末冶金含油轴承

2 铸铜合计含油轴承

3 成长铸铁含油轴承

4 聚合物含油轴承

5 青铜石墨含油轴承

第5章 脂、滴油、油绳或油垫润滑滑动轴承

1 轴承的性能

2 主要参数选取

3 适宜的工况参数

4 润滑剂及其粘度的选择

第6章 液体动压径向滑动轴承

1 压力供油径向圆形轴承

2 多楔径向轴承

第7章 可倾瓦块滑动轴承

1 可倾瓦块径向轴承

2 可倾瓦块止推轴承

第8章 液体动压止推轴承

1 润滑方式与润滑油温度

2 参数选择

3 平面瓦块止推轴承

4 斜-平面瓦块止推轴承

5 阶梯面瓦块止推轴承

第9章 液体静压轴承

1 设计基础

2 止推轴承

3 径向轴承

4 径向止推轴承

5 动静压混合轴承

第10章 气体轴承

1 气体静压轴承

2 气体动压轴承

3 气体动静压混合轴承

4 气体轴承材料与精度

第11章 其他轴承

1 箔轴承

2 静压轴承

3 磁力轴承

4 宝石轴承

第12章 滑动轴承座

1 整体有衬正滑动轴承座

2 对开式二螺柱正滑动轴承座

3 对开式四螺柱正滑动轴承座

4 对开式四螺柱斜滑动轴承座

第14篇 滚动轴承

第1章 滚动轴承的分类、结构与代号

1 通用轴承的分类

2 专用轴承的分类、结构与代号

3 关节轴承的分类、结构与代号

4 直线运动滚动支撑的分类、结构与代号

第2章 滚动轴承的特性与选用

1 常用滚动轴承的特性

2 滚动轴承的选用

第3章 滚动轴承计算

1 滚动轴承的失效形式

2 通用轴承计算

3 关节轴承的计算

4 直线运动滚动支承计算

第4章 滚动轴承的组合设计

1 轴承配置

2 支承结构的基本形式

3 轴向紧固

4 滚动轴承的配合（摘自GB/T 307.1—2005，GB/T 307.4—2002，GB/T 275—1993）

5 轴承的预紧

6 轴承的密封

7 轴承的润滑

8 轴承的安装于拆卸

9 滚动轴承组合典型结构

第5章 滚动轴承支承设计实例

1 立柱式悬臂起重机支承设计

2 圆锥圆柱齿轮减速器支承设计

第6章 常用滚动轴承的基本尺寸与数据

1 深沟球轴承

2 调心球轴承

3 角接触球轴承

4 圆柱滚子轴承

5 调心滚子轴承

6 圆锥滚子轴承

7 推力滚子轴承

8 推力滚子轴承

9 滚针轴承

10 带座外球面球轴承

11 滚动轴承附件及滚动轴承座

12 回转支承

13 关节轴承

14 直线运动滚动支承

附录

1 国外著名轴承公司通用轴承代号

2 国内外通用轴承代号对照

3 国内外钢球公差等级对照

4 国内外常用轴承钢材牌号对照

5 国内外常用轴承油品牌号对照

6 各国滚动轴承代号对照

参考文献

第15篇 联轴器、离合器与制动器

第1章 联轴器

1 常用联轴器的类型性能、特点及应用

2 机械式联轴器的选择

3 联轴器的轴孔型式与键槽型式及尺寸

4 固定式刚性联轴器

5 可移式刚性联轴器

6 万向联轴器

7 弹性联轴器

第2章 离合器

1 常用离合器的类型、性能、特点与应用

2 离合器的选用与计算

3 嵌合式离合器

4 摩擦离合器

5 电磁离合器

6 磁粉离合器

7 离心离合器

8 超越离合器

9 安全离合器

10 气压离合器和液压离合器

第3章 制动器

1 制动器的功能、分类、特点与应用

2 制动器的选择与设计

3 外抱块式制动器

4 内张蹄式制动器

5 带式制动器

6 盘式制动器

7 其他制动器和辅助装置

8 制动器的驱动装置

9 停止器

参考文献

第16篇 弹簧

第1章 螺旋弹簧

1 圆柱螺旋弹簧的型式、代号及参数系列

2 弹簧材料和许用应力

3 压缩、拉伸弹簧的设计

4 扭转弹簧的设计

5 圆柱螺旋弹簧技术要求

6 设计计算例题

7 矩形截面圆柱螺旋压缩弹簧

8 圆锥螺旋压缩弹簧的设计计算

第2章 蝶形弹簧

1 蝶形弹簧的结构和尺寸系列

2 蝶形弹簧的设计计算

3 蝶形弹簧的许用应力和疲劳极限

4 蝶形弹簧的技术要求

5 计算例题

6 蝶形弹簧工作图

第3章 开槽蝶形弹簧

1 开槽蝶形弹簧的特性曲线

2 开槽蝶形弹簧设计参数的选择

3 开槽蝶形弹簧的设计计算

4 设计计算例题

第4章 片弹簧和线弹簧

1 片弹簧的结构与特点

2 片弹簧的设计计算

3 片弹簧的应力分析

4 片弹簧的材料和许用应力

5 线弹簧

6 设计计算问题

7 片弹簧技术要求

第5章 环形弹簧

1 环形弹簧的结构、特点和应用

2 环形弹簧的设计计算

3 环形弹簧的材料和许用应力

4 环形弹簧的技术要求

第6章 平面涡卷弹簧

1 非接触型平面涡卷弹簧的设计计算

2 接触型平面涡卷弹簧

3 弹簧的材料和许用应力

4 设计计算例题

第7章 扭杆弹簧

1 扭杆弹簧的结构和特点

2 扭杆弹簧的设计计算

3 扭杆端部结构和有效工作长度

4 扭杆弹簧的材料和许用应力

5 扭杆弹簧的技术要求

6 计算例题

第8章 空气弹簧

1 空气弹簧的结构和特性

2 空气弹簧的刚度计算

3 空气弹簧的强度计算

第9章 橡胶弹簧

1 橡胶弹簧的特点

2 橡胶材料的静弹性特性

3 橡胶材料的动弹性特性

4 橡胶弹簧的设计计算

5 橡胶弹簧的材料和许用应力

6 设计计算问题

参考文献

第17篇 起重机运输机械零部件和操作件

第1章 起重机零部件

1 起重机分级

2 钢丝绳

3 绳具

4 卷筒

5 滑轮和滑轮组

6 起重链和链轮

7 吊钩

8 车轮和轨道

9 缓冲器

10 棘轮逆止器

第2章 运输机械零部件

1 普通带式输送机及其主要组成部分

2 气垫带式输送机

3 输送链和链轮

4 逆止器

第3章 操作件

1 手柄

2 手轮

3 把手

4 操作件技术要求

参考文献

第18篇 机架与箱体

第1章 机架设计概论

1 机架设计一般要求

2 机架的常用材料及热处理

3 机架的截面形状、肋的布置及壁板上的孔

4 铸造机架

5 焊接机架

6 机架的连接结构设计

7 非金属机架

第2章 机架的设计与计算

1 框架式及梁柱式机架的设计与常规计算

2 箱体的设计与计算

参考文献

第19篇 管道与管道附件

第1章 管道与管道附件的定义和分类

1 管道与管道附件的定义

2 管道的分类与分级

第2章 管道设计

1 管道与管道附件图示符号

2 管道设计内容及程序

3 管道工程标准化

4 管道布置

第3章 管道计算

1 管道设计条件和设计基准

2 管径及管道壁厚度计算

3 管道壁厚计算

4 管道阻力损失计算

5 管道的膨胀和补偿

6 管道支承

第4章 管道绝热与防腐

1 管道绝热

2 管道防腐

3 管道识别色

第5章 管道材料

1 管道

2 管件

3 法兰和垫片

4 阀门

参考文献

第20篇 润滑

第1章 润滑油

1 润滑油的主要质量指标

2 润滑油的组成

3 润滑油品的选用

第2章 润滑脂

1 润滑脂的主要质量指标

2 润滑脂的选用

3 钙基润滑脂

4 钠基润滑脂

5 锂基润滑脂

6 复合锂基润滑脂

7 脲基润滑脂

8 高碱值复合磺酸钙基脂

9 高温润滑脂

10 部分国内外润滑脂牌号对照

第3章 固体润滑剂

1 固体润滑剂应具备的基本性能

2 常用的固体润滑剂

3 固体润滑剂的选用

第4章 润滑方法和润滑装置

1 润滑方法及润滑装置的分类及选用

2 润滑件

3 稀油集中润滑系统的设计

4 稀油集中润滑系统的主要设备

5 干油集中润滑系统的设计

6 干油集中润滑系统的主要设备

7 油雾润滑

8 油气润滑

第5章 润滑维护

1 维修体制的发展

2 油品清洁度

3 油液清洁度的净化处理

4 液压润滑系统的过滤

参考文献

第21篇 密封

第1章 概述

1 密封的分类、特点及应用

2 常用密封材料

第2章 垫片密封

1 常用垫片类型及应用

2 高压设备密封

3 超高压设备密封

4 真空静密封

5 高温、低温条件下的密封

第3章 胶密封

1 密封胶的类型、特点及应用

2 聚硫橡胶密封

3 硅橡胶密封

4 非硫化型密封胶

5 液态密封胶

6 厌氧胶

7 热熔型密封胶

8 密封胶的应用

第4章 填料密封

1 软填料密封

2 硬填料密封

3 成形填料密封

4 油封与防尘密封

5 真空动密封

第5章 机械密封

1 机械密封的分类及应用范围

2 机械密封结构的选用

3 常用机械密封材料

4 机械密封的设计和计算

5 机械密封的辅助系统

6 特殊工况下的机械密封

7 机械密封于其他密封的组合密封

8 机械密封的尺寸系列

9 机械密封的有关标准

第6章 非接触式密封

1 迷宫密封

2 浮环密封

3 螺旋密封

4 离心密封

5 磁流体密封

参考文献2100433B

明·冯梦龙《古今谭概·微词·徘徊》：“教坊进杂剧，为数人寻税第者，诣一宅观之。”2100433B

作品目录

铸 造 手 册

第1卷 铸铁

陶令桓主编

第2卷 铸钢

丛勉主编

第3卷 铸造非铁合金

黄恢元主编

第4卷 造型材料

谢明师主编

第5卷 铸造工艺

姜希尚主编

第6卷 特种铸造

陈金城主编

目 录

前言

第一章 绪 论

一、铸铁发展简史

1.灰铸铁

2.球墨铸铁

3.蠕墨铸铁

4.可锻铸铁

5.白口铸铁

二、对现代铸铁的展望

1.全世界铸件产量增长速度减慢

2.我国铸铁件的发展

3.对现代铸铁提出的质量要求

（1）高强度

（2）高使用性能

参考文献

第二章 生产优质铸铁的基础知识

一、铸铁的分类

二、Fe－C相图

1.Fe－C、Fe－Fe3C双重相图

2.Fe－C、Fe－Fe3C双重相图中的基

本组元

（1）纯铁

（2）渗碳体

（3）石墨

3.Fe－C、Fe－Fe3C双重相图中的组成

相

4.Fe－C－Si准二元相图

5.铸铁中常见元素对Fe－C相图上各

临界点的影响

6.碳当量和共晶度的意义及表达式

三、铸铁的凝固结晶及固态相变

1.初析石墨的结晶

2.初析奥氏体的结晶

（1）初析奥氏体枝晶的凝固过程

（2）初析奥氏体的形态

（3）奥氏体枝晶中的成分偏析

（4）影响奥氏体枝晶数量及粗细的

因素

3.共晶凝固过程

（1）稳定系的共晶转变

（2）亚稳定系的共晶转变

4.磷共晶的形成

5.铸铁的固态相变

（1）奥氏体的脱碳

（2）铸铁的共析转变

（3）过冷奥氏体的中温及低温转变

四、影响铸铁铸态组织的因素

1.冷却速度的影响

2.化学成分的影响

（1）各元素在铸铁中存在的状态

（2）常见元素对铁碳相图上共晶温

度的影响

（3）化学成分对石墨化作用的影响

（4）各元素对金属基体的影响

（5）常用合金元素的具体作用

（6）常见微量元素的影响

3.铁液的过热和高温静置的影响

4.孕育的影响

5.气体的影响

6.炉料的影响

五、铸铁凝固及冷却过程中主要

缺陷的形成原理及其防止

1缩孔及缩松的形成及其防止

（1）缩孔及缩松的形成

（2）缩孔和缩松的防止方法

2铸造应力变形和开裂及其防止

（1）铸造应力的形成

（2）减小铸造应力的方法

（3）铸铁件的变形和开裂

3非金属夹杂物和组织不均匀性及

其防止

（1）非金属夹杂物的形成及其防止

（2）组织不均匀性及其防止

4气孔的形成及其防止

（1）析出性气孔的形成及其防止

（2）反应性气孔的形成及其防止

参考文献

第三章 铸铁材质的检测与分析

一、铸铁金相组织的检测方法

1.铸铁金相试样的制备方法

（1）取样

（2）铸铁金相试样的磨光与抛光

（3）铸铁金相试样的化学浸蚀

2铸铁中石墨的检测方法

（1）铸铁中石墨的分类

（2）石墨的光学显微镜鉴别方法

（3）石墨尺寸及数量的检测

（4）石墨球化率的测量与计算方法

（5）石墨蠕化率的评定方法

3显微硬度及其测量方法

（1）显微硬度计的负荷

（2）显微硬度测量原理

（3）显微硬度计的应用

（4）显微硬度换算

4.铸铁中常见夹杂物的检查方法与

类型

（1）检查方法

（2）几种常见夹杂物的类型和特征

5铸铁金属基体特征及检测方法

（1）铁素体

（2）珠光体

（3）索氏体

（4）托氏体

（5）贝氏体

（6）马氏体

（7）奥氏体

（8）金属基体显微硬度参考值

6铸铁中碳化物分类及检查方法

（1）初晶碳化物

（2）共晶碳化物

（3）共析碳化物

（4）二次碳化物

（5）三次碳化物

（6）合金碳化物着色分析方法

（7）铸铁中各类碳化物显微硬度参考值

7.铸铁中磷共晶的检测方法

8.共晶团的检测方法

（1）共晶团的鉴别方法

（2）共晶团的测算方法

9.铸铁高温金相组织的检测方法与

应用

（1）高温金相显微镜原理

（2）高温金相显微镜的应用

二、铸铁组织的现代物理测试

方法

1扫描电子显微镜

（1）扫描电子显微镜原理

（2）扫描电子显微镜在分析铸铁组

织中的应用

2透射电子显微镜

（1）透射电子显微镜的组成及作用

（2）透射电子显微镜的功能

（3）透射电子显微镜试样的种类及

制作方法

（4）透射电子显微镜复型制样方法

的应用

（5）金属薄膜透射电子显微镜分析

3电子探针

（1）电子探针的组成及作用

（2）电子探针的测试原理

（3）电子探针的功能

（4）电子探针的应用

（5）电子探针分析方法的实例

4X射线

（1）X射线衍射仪的组成及其作用

（2）X射线衍射测试原理

（3）粉末X射线衍射照象法的应用

（德拜法）

（4）平板试样的物相分析实例

（5）X射线衍射仪的应用

（6）元素含量对铁晶格常数的影响及常

见合金相、夹杂物的晶体学数据

5.图象仪在铸铁组织含量分析中的

应用

（1）图象测量装置

（2）有关测量的物理概念

（3）在铸铁分析中的应用

（4）测量结果的表示

三、铸铁物理性能的测试方法

1密度的测定方法

（1）天平称量法

（2）比重（密度）瓶法

2.线膨胀系数的测定方法

3.比热 容的测定方法

（1）激光脉冲加热－降温法

（2）激光吸收板法

4热导率的测定方法

（1）径向热流圆柱法

（2）闪光法

5.电导率的测定方法

四、铸铁力学性能的测试方法

1.铸铁抗拉性能的测试方法

（1）试棒（块）和试样的制备

（2）铸铁抗拉性能的测试

（3）测定结果的计算

（4）灰铸铁的弹性模量及其测试方

法

2.中锰抗磨球墨铸铁抗弯性能的测

试

3.铸铁硬度的测试方法

4.铸铁冲击试验方法

5.小能量多次冲击性能的测试方法

6.铸铁疲劳性能的测试方法

7.铸铁平面应变断裂韧度的测试方

法

8.铸铁疲劳裂纹扩展速率的测定方

法

9.铸铁疲劳裂纹扩展门槛值测试方

法

五、铸铁铸造性能的测试方法

1.流动性及其测试方法

2.体收缩及其测试方法

3.线收缩及其测试方法

4.裂纹倾向及其测试方法

5.铸造应力及其测试方法

6.凝固膨胀力及其测试方法

六、铸铁使用性能的测试方法

1.耐热性能的测试方法

（1）抗生长性

（2）抗氧化性

（3）表面脱碳

（4）热疲劳性

2铸铁耐磨性能的测试方法

（1）润滑磨损

（2）磨料磨损

3.铸铁耐蚀性能的测试方法

（1）静态腐蚀测试方法

（2）动态腐蚀的测试方法

（3）电化学腐蚀的测试方法

4.铸铁致密性的测试方法

参考文献

第四章 灰铸铁

一、金相组织特点及其对性能的

影响

1石墨

（1）石墨的形状及分布

（2）石墨长度分类

2.墓体

3.碳化物

4.磷共晶

5.共晶团

6.金相组织对性能的影响

（1）石墨的影响

（2）共晶团的影响

（3）基体的影响

二、灰铸铁的性能

1.力学性能

（1）抗拉强度

（2）伸长率

（3）抗压强度

（4）抗弯强度

（5）硬度

（6）抗剪强度

（7）抗扭强度

（8）拉伸弹性模量

（9）泊松比

（10） 冲击性能

（11）疲劳极限

（12）断裂韧度

（13）高低温力学性能

2物理性能

（1）密度

（2）比热容

（3）热膨胀系数

（4）热导率

（5）电阻率

（6）磁性能

（7）粘度

3使用性能

（1）耐磨性

（2）减振性

（3）耐热疲劳性能

（4）抗氧化 抗生长性能

（5）致密性

4工艺性能

（1）铸造性能

（2）切削性能

（3）焊补性能

三、灰铸铁的冶金质量指标

1.成熟度及相对强度

2.硬化度及相对硬度

3.品质系数

四、提高灰铸铁性能的途径

1.化学成分的合理选配

（1）碳、硅及硅碳比

（2）锰和硫

（3）磷

2.改变炉料组成

3.铁液过热处理

4.铁液孕育处理

（1）孕育目的及其效果的评定

（2）孕育剂的分类、成分及选用

（3）孕育方法

5.低合金化

五、灰铸铁的热处理及其他处理

1.灰铸铁热处理特点

2.灰铸铁常用的热处理工艺

（1）减应力处理

（2）石墨化退火

（3）表面热处理

（4）其它热处理

3振动时效

（1）原理和做法

（2）作用

（3）效果的检测

六、灰铸铁的标准及合理选用原

则

1.灰铸铁的力学性能标准

2.灰铸铁力学性能与铸件壁厚的关

系

3.试棒与铸件本体性能

4.合理选用原则

七、典型灰铸铁件

1.高强度灰铸铁件

（1）中、厚壁铸件――机床铸件

（2）薄壁铸件――发动机汽缸体

汽缸盖

2薄壁耐磨灰铸铁件

（1）汽缸套

（2）活塞环

参考文献

第五章 球墨铸铁

一、金相组织特点

1.石墨

（1）金相组织

（2）球状石墨的微观分析和结构特

征

（3）球化分级

（4）石墨大小

（5）石墨球数

2.基体

（1）铁素体

（2）珠光体

（3）奥氏体

（4）贝氏体

（5）马氏体及回火组织

（6）渗碳体

（7）磷共晶

二、球墨铸铁的性能

1力学性能

（1）静载荷性能

（2）动载荷性能

（3）高温性能

（4）低温性能

2.物理性能

（1）密度

（2）热膨胀系数

（3）热导率

（4）比热容

（5）熔化潜热

（6）电阻率

（7）磁性

（8）减振性及声学性能

（9）熔融状态的物理性能

3工艺性能

（1）铸造性能

（2）切削性能

（3）焊补性能

（4）表面涂镀性

4使用性能

（1）耐热性

（2）耐蚀性

（3）耐磨性

三、影响性能的因素

1.化学成分

（1）基本元素

（2）合金元素

（3）微量元素 反球化元素和气体

元素

2.基体组织

3.石墨

4.冷却速度

四、球墨铸铁成分的选定

1.各种成分选定的一般原则

（1）基本元素

（2）球化元素

（3）合金元素

2各种类型球墨铸铁的成分选定

（1）铁素体球墨铸铁

（2）珠光体球墨铸铁

（3）贝氏体球墨铸铁

五、球化处理、孕育处理及球化

率检测技术

1球化处理

（1）球化剂的选用

（2）球化处理工艺

2孕育处理

（1）孕育剂的选用

（2）孕育工艺

3球化率检测技术

（1）炉前试样检验法

（2）炉前快速金相检验

（3）超声波声速法检测

（4）其他方法

六、典型铸造缺陷及其防止

1.球化不良和球化衰退

2.缩孔和缩松

3.皮下气孔

4.应力变形和裂纹

5.夹渣

6.石墨漂浮

7.碎块状石墨

8.反白口

七、大断面球墨铸铁件生产中的

特殊问题

1.凝固结晶

2.化学成分的选择

3.生产工艺要点

八、球墨铸铁的热处理及表面强

化

1球墨铸铁热处理特点

（1）共析转变温度范围

（2）奥氏体含碳量的可控性

（3）加热冷却时的组织转变

（4）奥氏体等温转变

（5）奥氏体连续冷却转变

（6）淬透性、淬硬性和淬火介质

2.退火

2.正火

（1）普通正火

（2）部分奥氏体化正火

4.淬火和回火

5.等温淬火

（1）上贝氏体等温淬火

（2）下贝氏体等温淬火

6.表面淬火

（1）感应淬火

（2）火焰淬火

（3）激光表面相变硬化

7.化学热处理

8.表面物理强化

九、球墨铸铁标准及合理选用原

则

1.球墨铸铁的牌号规格

2.球墨铸铁牌号的合理选用

（1）根据铸件性能要求选择牌号

（2）制造工艺性

（3）生产条件

3.球墨铸铁应用范围

十、典型球墨铸铁件

1曲轴和桥壳

（1）曲轴

（2）汽车驱动桥壳体

2.离心球墨铸铁管

3.齿轮

4.典型大断面球墨铸铁件

参考文献

第六章 蠕墨铸铁

一、蠕墨铸铁金相组织特点

1.石墨

（1）形态特征

（2）蠕虫状石墨形态的评定

（3）蠕化率的评定

2.共晶团

3.基体组织

二、蠕墨铸铁的性能

1.力学性能

（1）常温力学性能

（2）高温力学性能

2.物理性能

（1）密度

（2）热膨胀系数

（3）热导率

3工艺性能

（1）铸造性能

（2）切削性能

（3）焊补性能

4使用性能

（1）致密性

（2）耐磨性

（3）耐热疲劳性能

（4）抗氧化、抗生长性能

（5）减振性

（6）耐腐蚀性

三、影响性能的因素及化学成分

的选定

1.蠕化率

2.基体

3.化学成分

（1）碳、硅及碳当量

（2）锰

（3）磷

（4）硫与氧

（5）稀土

（6）镁

（7）钙

（8）合金元素和干扰元素

4.冷却速度

四、蠕墨铸铁的处理和控制

1蠕化剂及蠕化处理工艺

（1）蠕化剂

（2）蠕化处理方法

2.蠕墨铸铁的孕育处理

3.蠕化率的检测

五、蠕墨铸铁的缺陷及防止方

法

六、蠕墨铸铁的热处理

1.蠕墨铸铁的正火

（1）正火目的

（2）正火工艺

2.蠕墨铸铁的退火

（1）退火目的

（2）退火工艺

七、蠕墨铸铁标准、牌号及其选

用原则

1.蠕墨铸铁的牌号

2.关于蠕墨铸铁蠕化率的规定

3.牌号选用原则

八、典型蠕墨铸铁件

1.柴油机缸盖

2.液压件

3.汽车排气管

4.钢锭模

参考文献

第七章 可锻铸铁

一、可锻铸铁的分类及特征

1.分类

2.牌号

3.金相组织特征

二、石墨化退火

1.固态石墨化原理

（1）固态石墨化的必要条件

（2）高低温两阶段石墨化退火时的

组织转变

（3）低温石墨化退火时的组织转变

2.影响石墨化退火过程的因素

（1）化学成分的影响

（2）石墨化退火工艺的影响

（3）石墨核心数的影响

3.加速石墨化退火过程的措施

三、铁素体可锻铸铁

1.铁素体可锻铸铁的性能

（1）力学性能及影响因素

（2）物理性能

（3）工艺性能

（4）使用性能

2.铁素体（黑心）可锻铸铁的金相组

织

3.铁素体可锻铸铁的生产

（1）化学成分的选定

（2）熔炼方法、孕育工艺和炉前质

量控制

（3）石墨化退火工艺的选定

（4）典型铁素体可锻铸铁件

四、珠光体可锻铸铁

1.珠光体可锻铸铁的性能

2.珠光体可锻铸铁的金相组织

3.珠光体可锻铸铁的生产

（1）化学成分的选定

（2）孕育处理

（3）石墨化退火工艺

（4）典型珠光体可锻铸铁件

五、脱碳退火

1.脱碳退火原理

（1）脱碳过程的基本反应

（2）碳的扩散

2.影响脱碳退火过程的因素

（1）脱碳气相组成的影响

（2）碳的溶入及碳在奥氏体中扩散

速度的影响

六、白心可锻铸铁

1.白心可锻铸铁的性能

2.白心可锻铸铁的金相组织

3.白心可锻铸铁的生产

（1）化学成分的选定

（2）固体（氧化铁、矿石）脱碳法

（3）气体（空气、水蒸气）脱碳法

（4）典型白心可锻铸铁件

七、可锻铸铁的常见缺陷及防止

方法

八、球墨可锻铸铁

1.球墨可锻铸铁的性能

（1）力学性能

（2）物理性能

（3）使用性能

（4）铸造性能

2.球墨可锻铸铁的金相组织

3.球墨可锻铸铁的生产

（1）化学成分的选定

（2）熔炼工艺及变质处理

（3）热处理工艺

4.典型球墨可锻铸铁件

5.常见缺陷及其防止

（1）片状石墨麻口及其防止

（2）收缩缺陷及其防止

（3）皮下气孔及其防止

6.质量控制

参考文献

第八章 抗磨铸铁

一、铸铁的抗磨性

1.抗磨性与零件工作条件的关系

2.抗磨铸铁在磨料磨损过程中的失

效

3。提高抗磨铸铁件的使用寿命

二、冷硬铸铁

1.冷硬铸铁的金相组织特点

2.化学成分对金相组织和性能的影

响

3.工艺参数对金相组织和性能的影

响

4.典型冷硬铸铁件

（1）冷硬轧辊

（2）凸轮轴

三、中锰球墨铸铁

1中锰球墨铸铁的特点

2.中锰球墨铸铁化学成分与组织和

性能之间的关系

（1）基本元素的作用

（2）化学成分与金相组织的关系

（3）化学成分与金相组织对性能的

影响

3.典型中锰球墨铸铁件

4. 中锰球墨铸铁常见缺陷及防止

四、白口抗磨铸铁

1.各种白口铸铁的成分 组织和性

能

（1）普通白口铸铁

（2）低合金白口铸铁

（3）中合金白口铸铁

（4）高合金白口铸铁――高铬白口

铸铁

2. 白口抗磨铸铁的铸造性能

3.白口抗磨铸铁的热处理

4.白口抗磨铸铁的抗磨性比较

5.白口抗磨铸铁的生产工艺要点

6.白口抗磨铸铁件的失效

（1）抗磨性不良

（2）脆断

7典型白口抗磨铸铁件

（1）磨球

（2）衬板

参考文献

第九章 耐热铸铁

一、铸铁的高温氧化

1.铸铁氧化膜的结构

2.石墨和基体对铸铁抗氧化性能的

影响

3.合金元素对铸铁抗氧化性能的影

响

4.铸铁氧化时的脱碳

二、铸铁的生长

1.生长的机理

2.防止生长的措施

三、各种耐热铸铁的成分、组织

及性能

1.耐热铸铁件标准（GB9437－88）

2，硅系耐热铸铁的成分 组织及性

能

（1）硅系耐热铸铁的常温力学性能

及金相组织

（2）硅系耐热铸铁的高温力学性能

（3）硅系耐热铸铁的抗氧化、抗生长

性能

3.铝系耐热铸铁的成分 组织及性

能

（1）铝系耐热铸铁的常温及高温力

学性能

（2）铝系耐热铸铁的抗氧化、抗生长

性能

4.铬系耐热铸铁的成分 组织及性

能

（1）铬铸铁的组织

（2）铬系耐热铸铁的常温及高温力

学性能

（3）铬系耐热铸铁的抗氧化、抗生长

性能

5.耐热铸铁的物理性能

6.耐热铸铁的铸造性能

四、耐热铸铁的选用

五、耐热铸铁的生产工艺

1.硅系耐热铸铁

2.铝系耐热铸铁

3.铬系耐热铸铁

六、耐热铸铁的常见缺陷及防止

方法

七、典型耐热铸铁件

1.针状预热器

2.二硫化碳反应甑

3.SZD型工业锅炉侧密封板

参考文献

第十章 耐蚀铸铁

一、铸铁的耐蚀性

1.铸铁腐蚀的基本原理及特征

2.提高铸铁材质耐蚀性的途径

（1）提高铸铁材质耐蚀性的方法

（2）合金元素对铸铁耐蚀性的影响

二、耐蚀铸铁的分类 组织 性

能及应用范围

1.普通高硅铸铁

（1）化学成分、金相组织

（2）高硅铸铁的耐蚀性

（3）力学.物理性能

2.合金高硅铸铁

（1）稀土中硅铸铁

（2）含铜高硅铸铁

（3）含铝高硅铸铁

（4）高硅铬铸铁

（5）合金高硅铸铁与普通高硅铸铁

在不同介质中耐蚀性的对比

3.镍奥氏体铸铁

（1）化学成分与金相组织

（2）力学、物理性能

（3）耐蚀性能

4.高铬铸铁

5.含铝铸铁

6.低合金耐蚀铸铁

（1）含铜铸铁

（2）低铬铸铁

（3）低镍铸铁

三、典型耐蚀铸铁件

1.高硅铸铁件

（1）生产设备和原材料

（2）熔炼工艺

（3）铁液含气量检测

（4）孕育处理与浇注工艺

（5）造型工艺

（6）消除应力的热处理

（7）铸件的补焊

2.镍奥氏体铸铁件

（1）生产设备、原材料

（2）熔炼工艺

（3）浇注工艺

（4）造型工艺

（5）时效处理工艺

四、典型缺陷、形成原因及其防

止

参考文献

第十一章 铸铁熔炼

一、概述

二、冲天炉熔炼

1.基本原理

（1）底焦燃烧

（2）热交换

（3）冶金过程

2.冲天炉主要结构参数的选择

（1）炉身部分的参数选择

（2）前炉部分参数的选择

（3）鼓风机的选择

3.冲天炉主要工艺参数的选择

（1）供风强度（供风量）和风压的选

择

（2）送风系统参数的选择

（3）底焦高度的选择

（4）金属炉料组成及批铁量的选择

（5）层焦量的选择

（6）层熔剂量的选择

4.冲天炉的操作和控制

（1）冲天炉操作要点

（2）冲天炉炉况判断

6.冲天炉三化系列

6.冲天炉熔炼检测技术

（1）检测内容及主要技术经济指标

的统计方法

（2）冲天炉熔炼过程的检测

（3）冲天炉炉前检测

7.改善冲天炉熔炼效果的主要措施

（1）预热送风

（2）富氧送风

（3）除湿送风

（4）水冷无炉衬冲天炉

（5）脱硫

三、电炉熔炼

1.无芯感应电炉熔炼

（1）基本原理

（2）结构及其参数选择

（3）操作及其控制

（4）提高熔炼技术经济指标的主要

途径

2.有芯感应电炉熔炼

（1）基本原理

（2）结构及其参数选择

（3）操作及其控制

（4）感应器的快速更换

3.电弧炉熔炼

（1）基本原理

（2）结构及其参数选择

（3）操作及其控制

四、双联熔炼

1.双联熔炼的主要形式和特点

（1）双联熔炼的主要形式

（2）双联熔炼的主要特点

2.双联熔炼炉的合理选配

（1）双联熔炼炉选配的主要依据

（2）双联熔炼炉容量的选配

3.双联熔炼的应用实例

五 炉料及修炉材料

1.炉料

（1）金属炉料

（2）燃料和导电材料

（3）熔剂

2修炉材料

（1）耐火材料

（2）隔热材料

（3）粘结材料

参考文献

第十二章 改善铸铁件性能和质量

的若干技术

一、铸铁的过滤技术

1.铁液过滤器的种类和用途

（1）纤维过滤网（布）

（2）泡沫陶瓷过滤片

（3）蜂窝状陶瓷过滤片

2.铸铁过滤器的性能

3.铸铁过滤技术的应用

（1）过滤器的选择

（2）浇注系统的设计

（3）对铸铁成分 性能的影响

（4）应用实例

二、双金属铸造

1.双金属铸造的基本原理

2.双金属复合铸造

（1）选材

（2）熔铸工艺特点

（3）双金属复合铸件的热处理

（4）双金属铸件的性能

（5）双金属复合铸件铸型工艺实

例

3.双金属复合镶铸

（1）镶铸用材的选用

（2）镶块的几何尺寸与布置

（3）造型工艺

（4）浇注温度

（5）热处理工艺及效果

（6）镶铸件镶铸工艺实例

三、铸铁件的铸渗

1.铸渗工艺基本原理

2.合金涂层（敷层）的制备

（1）涂层（敷层）用合金材料

（2）涂层用粘结剂

（3）涂层用熔剂

（4）涂层的烘干工艺

3.铸渗件的铸造工艺及控制

（1）砂型铸渗工艺

（2）真空（V法造型）铸渗工艺

4.铸渗层的组织、性能及生产应用

（1）铸渗层的组织结构

（2）铸渗层的力学性能

（3）铸渗层的抗磨性

（4）铸铁铸渗件工艺实例

四、水平连续铸造技术

1.水平连铸的生产特点

（1）生产工艺

（2）石墨型

2.连铸型材的化学成分、组织及性

能

3.连铸产品的应用

参考文献

附录

A.国外有关标准（摘录）

一、国际标准

1.灰铸铁标准〔ISO185：1988（E）〕

2.球墨铸铁标准〔ISO1083：1987

（E）〕

3.蠕墨铸铁性能参考数据

4.可锻铸铁标准〔ISO5922－1981

（E）〕

5.奥氏体铸铁标准（ISO2892－1973）

二、美国标准

1.灰铸铁

（1）灰铸铁件标准（ANSI/ASTM

A48－83）

（2）机动车辆灰铸铁件标准（ANSI/

ASTM159－83）

2.球墨铸铁件标准（ANSI/ASTM

A536－84）

3.蠕墨铸铁标准（ANSI/ASTM

A842－85）

4.可锻铸铁标准

（1）铁素体可锻铸铁件标准（米制）

（ANSI/ASTMA47M－84）

（2）珠光体可锻铸铁件标准（米制）

（ANSI/ASTMA220M－88）

（3）冲天炉可锻铸铁标准（ANSI/

ASTMA197M－87）

（4）机动车辆可锻铸铁件标准

（ANSI/ASTMA602－87）

5.抗磨铸铁标准（ANSI/ASTM

A532M－87）

6.奥氏体铸铁

（1）奥氏体灰铸铁件标准（ANSI/

ASTMA436－84）

（2）奥氏体球墨铸铁件标准（ANSI/

ASTMA439－89）

7.高硅耐蚀铸铁件标准（ANSI/

ASTMA518M－86）

三、英国国家标准

1.灰铸铁件标准（BS1452：1977）

2.球墨铸铁件标准（BS2789：1985）

3.可锻铸铁件标准（BS6681：1986）

4.抗磨白口铸铁件标准（BS4844：

1986）

（1）非合金和低合金类

（2）镍铬类

（3）高铬类

5.奥氏体铸铁件标准（BS3468：

1986）

6.高硅耐蚀铸铁件标准（BS1591

1975）

四、德国国家标准

1.灰铸铁件标准（DIN169l一85）

2.非合金与低合金球墨铸铁件标准

（1）标准类球墨铸铁（DIN1693－

1973）

（2）附铸试样的性能（DIN1693－

1977）

3.蠕墨铸铁性能参考数据

4.可锻铸铁件标准（DIN1692－

1982）

（1）黑心可锻铸铁（GTS）

（2）白心可锻铸铁（GTW）

5.抗磨铸铁件标准（DIN 1695－

1981）

6.奥氏体铸铁件标准（DIN 1694－

1981）

（1）片状石墨奥氏体铸铁

（2）球状石墨奥氏体铸铁

五、法国国家标准

1.灰铸铁件标准（NFA32－101一

1987）

2.球墨铸铁件标准（NFA32－201－

1987〕

3.可锻铸铁

（1）白心可锻铸铁件标准（NFA32－

701－－82）

（2）黑心可锻铸铁件标准（NFA32－

702－－82）

4.抗磨白口铸铁件标准（NFA32－

401－－80）

5.奥氏体铸铁件标准（NFA32－

301－72）

六、日本国家标准

1.灰铸铁件标准（JISG5501－1989）

2.球墨铸铁件标准（JISG5502－

1989）

3.可锻铸铁

（1）黑心可锻铸铁件标准（JIS

G5702－1988）

（2）白心可锻铸铁件标准（JIS

G5703－1988）

（3）珠光体可锻铸铁件标准（JIS

G5704－1988）

七、前苏联国家标准

1.灰铸铁标准（TOCT1412－85）

2.球墨铸铁标准（TOCT7293－85〕

3.可锻铸铁标准（TOCT 1215－79）

4耐磨铸铁标准（TOCT1585－85）

5.特殊性能的合金铸铁件标准

（TOCT7769－82）

6.耐蚀和耐热铸铁件标准（FOCT

11849－76）

B. 化学元素周期表

2100433B