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第1章 绪论1

1.1 铸钢工业的发展1

1.1.1　铸钢件的出现和铸钢工业的形成（1845～1940）1

1.1.2　20世纪40年代以后铸钢工业的技术进步2

1.2　铸钢件的优点4

1.2.1　与锻钢件比较4

1.2.2　与焊接结构件比较5

1.2.3　与铸铁件及其他合金铸件比较5

1.3　铸钢件的应用5

1.3.1 电站设备5

1.3.2　铁路机车及车辆6

1.3.3　建筑、工程机械及其他车辆7

1.3.4　矿山设备7

1.3.5　锻压及冶金设备8

1.3.6　航空及航天设备8

1.3.7　高压容器设备9

1.3.8　船舶9

1.3.9　农用机具10

第2章 　基本知识11

2.1 钢的金相和热处理基础11

2.1.1　Fe-Fe3C相图11

2.1.2　Fe-Fe3C系合金的分类13

2.1.3　碳钢的铸态组织14

2.1.4　碳钢在加热过程中的组织转变15

2.1.5　碳钢在冷却过程中的组织转变15

2.1.6　碳对缓冷钢显微组织和性能的影响18

2.2　钢的合金化基本知识18

2.2.1　合金元素在钢中存在的形态18

2.2.2　合金元素对相图的影响20

2.2.3　合金元素对等温转变曲线的影响22

2.2.4 合金元素对钢的组织及性能的影响23

2.2.5　常用合金化元素在钢中的作用28

2.3　影响铸钢性能的一些因素30

2.3.1　钢中常见杂质元素的影响30

2.3.2　钢中非金属夹杂物的影响31

2.3.3　铸钢凝固速度对组织和性能的影响34

2.4　电弧炉炼钢基本知识35

2.4.1 电弧炉炼钢方法的分类35

2.4.2 电弧炉炼钢中的炉渣35

2.4.3　炼钢中冶金反应的热力学40

2.4.4　炼钢中冶金反应的动力学47

2.5　感应电炉炼钢基本知识48

2.5.1 无芯感应电炉炼钢原理48

2.5.2　感应电炉炼钢的优缺点48

2.5.3　真空感应电炉炼钢49

2.6.3　炉外精炼的基本原理51

2.6.2　炉外精炼技术的发展51

2.6　炉外精炼基本知识51

2.6.1　炉外精炼的重要作用51

2.6.4 炉外精炼技术在铸钢生产中的应用55

2.6.5　炉外精炼技术发展的趋势55

参考文献55

第3章 铸钢的分类及牌号表示方法56

3.1　铸钢的分类56

3.2　我国铸钢牌号的表示方法56

3.3.1 国际标准化组织（ISO）57

3.3.2 德国［DIN（SEW）］57

3.3　某些国家铸钢牌号的表示方法57

3.3.3　美国国家标准（ANSI/ASTM）58

3.3.4　英国（BS）59

3.3.5 法国（NF）59

3.3.6 日本（JIS）60

3.3.7　俄罗斯（ГOCT）60

3.4　各国铸钢牌号表示方法对照表60

第4章 一般工程与结构用铸造碳钢和高强度铸钢64

4.1　铸造碳钢64

4.1.1　一般工程用铸造碳钢64

4.2.2　美国标准69

4.2.1 国际标准69

4.2　一般工程与结构用的高强度铸钢69

4.1.2　特殊情况下的处理方法69

4.2.3　其他国家的有关标准70

4.3　焊接结构用铸钢70

4.3.1 国际标准70

4.3.2　中国标准71

4.3.3 日本标准71

4.3.4　美国标准72

4.3.5　德国标准72

4.4　碳钢的物理性能和铸造性能73

4.4.1　物理性能73

4.4.2　铸造性能78

6.2.4　耐腐蚀不锈钢的物理性能 179

4.5　碳钢的典型金相组织82

4.5.1　铸态组织83

4.5.2　低碳（ω（C）＝0.2％）铸钢的典型金相组织84

4.5.3中碳（ω（C）＝0.44％）铸钢的典型金相组织87

4.5.4　高碳亚共析（ω（C）＝0.64％）铸钢的典型金相组织89

4.5.5　高碳过共析（ω（C）＝1.2％）铸钢的典型金相组织91

4.5.6　铸造碳钢的截面效应92

第5章 　铸造中、低合金钢93

5.1　低合金结构铸钢93

5.1.1 国家标准低合金结构铸钢93

5.1.2　机械行业标准低合金铸钢（JB/T6402—1992）94

5.2.1　铸造锰钢97

5.2　我国的中、低合金高强度铸钢97

5.2.2　铸造硅锰钢98

5.2.5　铸造锰钼钒及铸造硅锰钼钒钢99

5.2.3　铸造锰钼钢99

5.2.4　铸造硅锰钼钢99

5.2.7　铸造铬钢100

5.2.6　铸造锰钼钒铜钢100

5.2.8　铬钼铸钢101

5.2.9　铬锰硅铸钢102

5.2.10　铬锰铝铸钢102

5.2.11　铬钼钒铸钢103

5.2.12　铬铜铸钢103

5.2.13　钼铸钢104

5.2.14　铬镍钼铸钢104

5.3　微量合金化铸钢105

5.3.1 钒、铌系微量合金化铸钢105

5.2.15　铜铸钢105

5.3.2　硼系微量合金化铸钢111

5.3.3　稀土铸钢111

5.4 国外的中、低合金铸钢112

5.4.1　美国的中、低合金铸钢112

5.4.2 日本的低合金铸钢116

5.4.3　德国的低合金高强度铸钢118

5.4.5　法国123

5.4.4　俄罗斯123

5.4.7　瑞典128

5.4.6　英国128

5.5 低合金高强度铸钢的典型金相组织130

5.5.1 含ω（Mn）＝1.5％的铸钢130

5.5.2　ω（Mo）＝0.5％的铸钢133

5.5.3　铬钼钒铸钢134

5.5.4　铬铸钢134

5.5.5　铬钼铸钢135

5.5.6　铬钼铸钢136

5.5.7　铬钼铸钢137

5.5.9　铬镍钼铸钢139

5.5.8　铬钼铸钢139

5.5.10　镍铸钢140

第6章 　铸造不锈钢与耐热钢142

6.1　工程结构用中、高强度马氏体不锈钢142

6.1.1　有关标准142

6.1.2　ω（Cr）＝13％、ω（Ni）＝4％左右的铸钢149

6.1.3　沉淀硬化不锈钢156

6.2　耐腐蚀铸造不锈钢及镍基铸造合金159

6.2.2　耐腐蚀不锈钢的化学成分和力学、物理性能160

6.2.1　耐腐蚀不锈钢的品种160

6.2.3　耐腐蚀不锈钢的有关标准162

6.2.5　耐腐蚀不锈钢的典型金相组织188

6.2.6　耐腐蚀镍基合金188

6.3　铸造耐热钢193

6.3.1耐热钢的分类193

6.3.2　有关标准193

6.3.3　耐热钢铸件的耐热性能210

6.3.4 高合金耐热钢和耐腐蚀钢的焊接性能212

6.3.5 耐热钢铸件的典型金相组织212

7.1.1　Mn13系列的耐磨高锰钢215

7.1　耐磨锰钢215

第7章 　铸造耐磨钢215

7.1.2　耐磨中锰钢228

7.1.3　Mn17耐磨高锰钢228

7.2　耐磨中铬钢228

7.3　耐磨低合金钢229

7.3.1　水淬热处理低合金马氏体耐磨钢229

7.3.2　油淬、空淬热处理低合金马氏体耐磨钢230

7.3.3　正火热处理低合金珠光体耐磨钢231

7.4　耐磨碳钢232

7.5　铸造石墨钢232

8.1.1 我国低温用铸钢234

第8章 铸造特殊用钢及专业用钢234

8.1　低温用铸钢234

8.1.2　美国的低温用铸钢标准235

8.1.3 日本的低温高压用铸钢标准237

8.1.4　俄罗斯低温及耐磨钢铸件237

8.1.5　法国低温用铸钢237

8.2　铸造工具钢241

8.3　承压铸钢241

8.3.1 中国的承压铸钢件标准241

8.3.2　ISO承压钢铸件241

8.3.3　美国承压铸钢标准241

8.3.6　法国承压铸钢265

8.3.4　英国承压铸钢265

8.3.5　日本承压铸钢265

8.4　精密铸造用铸钢及合金274

8.4.1 英国精密铸造碳钢和低合金铸钢274

8.4.2　美国精密铸造用铸钢及其合金274

8.4.3　德国医疗器械用铸造不锈钢274

8.4.4　中国精密铸造用铸钢274

8.4.5　ISO精密铸造用铸钢280

8.5　离心铸造铸钢管280

8.5.1　美国离心铸钢管280

8.5.2 日本离心铸造用铸钢284

8.5.3　ISO离心铸钢及其合金285

8.6　专业铸造用钢287

8.6.1 重型与矿山机器用铸钢287

8.6.2　水轮机常用铸钢289

8.6.3　汽轮机常用铸钢289

8.6.4　机车车辆常用铸钢291

8.6.5　铸钢轧辊常用铸钢293

8.6.6　无磁及电工用铸钢294

参考文献295

9.1　炼钢用原材料 .297

9.1.1　金属材料297

第9章 　铸造用钢的熔炼297

9.1.2　造渣材料、氧化剂和增碳剂313

9.1.3　耐火材料316

9.1.4　其他材料325

9.2　普通功率炼钢电弧炉的构造及主要技术性能328

9.3　碱性电弧炉氧化法炼钢工艺 .332

9.3.1　修补炉衬、配料及装料332

9.3.2　熔化期的技术措施334

9.3.3　氧化期的技术要求及过程控制335

9.3.4　还原期的技术要求及过程控制339

9.3.5　冶炼过程中对钢液温度的控制342

9.3.7　碳钢氧化法冶炼工艺343

9.3.6　出钢的技术要求343

9.3.8　低合金钢氧化法冶炼工艺345

9.3.9 高合金钢氧化法冶炼工艺348

9.3.10　初炼钢液的冶炼工艺352

9.4　碱性电弧炉返回法炼钢工艺353

9.4.1　返回法炼钢的工艺要点353

9.4.2　高合金钢返回法冶炼工艺355

9.5　碱性电弧炉不氧化法炼钢工艺358

9.5.1 不氧化法炼钢的工艺要点358

9.5.2　高合金钢不氧化法冶炼工艺359

9.6.2　补炉、配料及装料362

9.6.3　氧化法炼钢工艺362

9.6.1　酸性电弧炉炼钢特点362

9.6　酸性电弧炉炼钢工艺362

9.6.4　不氧化法炼钢工艺364

9.6.5　硅还原法炼钢工艺364

9.7 电弧炉炼钢的合理供电制度与节能技术365

9.7.1 电弧炉炼钢的合理供电制度365

9.7.2　电弧炉炼钢的节能技术368

9.8　直流电弧炉设备简介及特点372

9.8.1　发展概况372

9.8.3　直流电弧炉的类型及炼钢工艺特点376

9.8.2　直流电弧炉的优点376

9.9　高功率、超高功率电弧炉炼钢技术379

9.10　感应电炉炼钢设备简介及工艺379

9.10.1 炼钢用感应电炉的主要技术性能379

9.10.2　感应电炉炼钢工艺379

9.11 钢的浇注387

9.11.1　盛钢桶的形式与规格387

9.11.2　盛钢桶的准备388

9.11.3　钢液在盛钢桶中的镇静388

9.11.4　铸钢件的浇注温度和浇注速度389

9.11.6　浇注操作工艺要点390

9.11.5　保护浇注390

参考文献391

第10章 　铸造用钢的炉外精炼392

10.1　概述392

10.1.1　炉外精炼的任务392

10.1.2　炉外精炼的主要优点392

10.1.3　炉外精炼的基本功能392

10.2　炉外精炼工艺的种类及其特点394

10.3　钢液滴流真空除气法398

10.3.1　盛钢桶除气法（LD法）398

10.3.2　倒包除气法（SLD法）398

10.4.1　概况399

10.3.3 出钢除气法（TD法）399

10.4 真空提升法（DH法）和真空循环除气法（RH法）399

10.4.2　真空提升除气法（DH法）400

10.4.3　真空循环除气法（RH法）401

10.5　盛钢桶精炼炉407

10.5.1 LF（V）盛钢桶精炼炉407

10.5.2 ASEA-SKF盛钢桶精炼炉411

10.5.3　真空电弧加热除气法（VAD）417

10.6　氩氧脱碳和真空脱碳精炼法（AOD法、VOD法）419

10.6.1 AOD法工艺及设备419

10.6.2　VOD法工艺及设备425

10.7.1　盛钢桶喷粉精炼432

10.7　其他炉外精炼方法432

10.7.2　吹氩技术434

10.7.3　盛钢桶喂线法436

10.8　炉外精炼用原材料437

10.8.1　耐火材料437

10.8.2　电极444

10.8.3　辅助材料444

10.8.4　惰性气体444

10.9.4　真空泵的配套设备445

10.9.2　真空泵的工作原理445

10.9.3　真空泵的选择445

10.9　真空抽气设备445

10.9.1　对真空设备的要求445

10.9.5　真空计量与测试448

10.9.6　真空阀448

10.10　纯净钢生产技术449

10.10.1　纯净钢概念及当今水平449

10.10.2　有害元素去除途径450

10.10.3　纯净钢冶炼工艺路线450

参考文献452

11.1.1　铸钢件热处理的特点453

11.1.2　铸钢件热处理的主要工艺要素453

11.1　铸钢件热处理的一般问题453

第11章 　铸钢件的热处理453

11.1.3　铸钢件的热处理方式454

11.1.4　热处理对铸钢件性能的影响457

11.2　铸钢件的表面热处理和化学热处理461

11.2.1　铸钢件的表面热处理461

11.2.2　铸钢件的化学热处理463

11.3　各种铸钢件的热处理工艺465

11.3.1　碳钢铸件的热处理465

11.3.2　中、低合金钢铸件的热处理465

11.3.3　耐磨钢铸件的热处理471

11.3.4　耐腐蚀不锈钢铸件的热处理480

11.3.5　耐热铸钢件的热处理487

11.3.6　铸造工、模具钢铸件的热处理488

11.3.7　专业用铸钢件的热处理495

11.3.8　低温用铸钢件的热处理499

11.4　铸钢件热处理时常见的缺陷501

11.5　铸钢件热处理车间常用的加热设备504

11.5.1　热处理用加热炉的分类504

11.5.2油炉505

11.5.3　煤气炉505

11.5.4　电炉505

参考文献510

12.1.1　宏观组织检验511

第12章 　铸钢件的质量检测511

12.1　铸钢金相组织的检验511

12.1.2　微观组织检验516

12.1.3　断口的检验和分析528

12.1.4　微区成分分析和相结构分析534

12.2　铸钢化学成分分析536

12.2.1　常规化学分析536

12.2.2　仪器分析技术540

12.2.3　气体分析542

12.3　铸钢力学性能测试543

12.3.1　拉伸试验543

12.3.2　硬度测试546

12.3.3　冲击试验548

12.3.4　弯曲性能测试550

12.3.5　疲劳性能测定550

12.3.6　断裂韧度测定553

12.4　铸钢的特殊性能测定558

12.4.1　长期高温性能测定558

12.4.2　耐腐蚀性能的测定563

12.4.3　耐磨性的测定565

12.5　铸钢的物理性能测定569

12.5.1　线胀系数测定569

12.5.2　热导率的测定570

12.5.3　电阻率的测定571

12.5.4　磁学性能的测定572

12.6　铸钢工艺性能的测定573

12.6.1　铸造性能测定573

12.6.2　焊接性能的测定579

12.6.3　切削性能测定581

12.6.4　温度的测定582

12.7　铸钢的无损检测和质量分级587

12.7.1　射线探伤587

12.7.2　超声波探伤588

12.7.3　磁粉探伤593

12.7.4　渗透探伤595

12.8　铸钢件的主要缺陷596

12.8.1 铸钢件的铸造缺陷类别及产生原因597

12.8.2　铸钢件的冶金缺陷598

参考文献599

第13章 　铸钢件购买指南600

13.1　质量和价值工程600

13.1.1　质量与质量要求600

13.1.2　价值工程601

13.1.3　购买方的价值工程计划601

13.1.4　购买方与承制方的合作602

13.2　询价和订货602

13.2.1　询价和订货前的准备工作603

13.2.2　与承制方协商的项目605

13.2.3　有关检验的具体事项606

13.3　对承制方的质量保证体系考察606

13.3.1 质量管理和质量保证体系606

13.3.2　质量认证考察的内容607

13.4　产品验收608

附录609

附录A　铸钢件交货通用技术条件609

附录B　金属的物理性能616

附录C　钢中主要元素对钢的熔点和密度的影响618

附录D　钢的硬度值换算表619