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第1章 铸钢件概述1

1.1 铸钢的材料特点1

1.1.1 铸钢的概念1

1.1.2 铸钢的特点1

1.2 铸造碳钢2

1.2.1 碳钢的结晶过程3

1.2.2 碳钢的铸态组织6

1.2.3 铸造碳钢的化学成分和性能6

1.2.4 碳钢的铸造性能10

1.2.5 碳钢铸件热处理15

1.3 铸造低合金钢16

1.3.1 铸造低合金钢的主要类别17

1.3.2 合金元素在钢中的作用18

1.3.3 稀土元素在铸钢中的应用21

1.3.4 铸造中、低合金钢（合金结构钢）24

1.3.5 铸造低合金钢的铸造性能30

1.3.6 低合金结构钢铸件的热处理32

1.3.7 低合金高强度铸钢33

1.4 铸造高合金钢35

1.4.1 铸造高锰钢35

1.4.2 铸造不锈钢35

1.5 铸钢件常用的铸造方法36

1.5.1 熔模精密铸造36

1.5.2 壳型铸造37

1.5.3 陶瓷型铸造37

1.5.4 负压造型（V-法）37

1.5.5 实型铸造37

1.5.6 磁型铸造38

1.5.7 离心铸造38

1.5.8 压力铸造38

1.5.9 挤压铸造39

第2章 铸钢熔炼40

2.1 感应电炉熔炼40

2.1.1 简述40

2.1.2 无芯感应电炉和原材料41

2.1.3 酸性感应电炉炼钢工艺44

2.1.4 碱性感应电炉炼钢工艺45

2.1.5 中频炉炉衬筑炉工艺46

2.1.6 中频炉炉衬使用寿命的影响因素及解决方案48

2.1.7 中频感应电炉熔炼操作注意事项56

2.1.8 中频感应电炉的维护保养与安全操作及事故处理58

2.1.9 中频感应熔炼炉启动时6种故障分析及处理60

2.1.10 中频感应熔炼炉运行中14种故障分析及处理62

2.1.11 感应电炉熔炼实例65

2.2 电弧炉炼钢69

2.2.1 电弧炉冶炼与碱性电弧炉冶炼的特点69

2.2.2 电弧炉冶炼熔化期的质量控制70

2.2.3 电弧炉冶炼氧化期的质量控制76

2.2.4 电弧炉冶炼还原期的质量控制84

2.2.5 碱性电弧炉冶炼技术操作规程104

2.3 真空感应电炉炼钢109

2.4 电渣熔铸110

2.4.1 电渣重熔与电渣铸造原理110

2.4.2 电渣铸造的特点111

2.4.3 电渣铸造的技术进展112

2.4.4 电渣铸造用自耗电极与合成渣113

2.4.5 等离子炉炼钢114

2.5 钢的炉外精炼115

2.5.1 吹氩精炼法115

2.5.2 AOD与VOD精炼法116

2.5.3 LF精炼法117

2.5.4 钢包喷粉精炼法117

第3章 铸钢件的工艺设计119

3.1 工艺设计的内容与依据119

3.2 铸造工艺方案的确定133

3.2.1 浇注位置的确定133

3.2.2 分型面的确定135

3.3 铸钢件铸造工艺参数的确定137

3.3.1 铸件的尺寸公差138

3.3.2 机械加工余量与收缩率139

3.3.3 最小铸出壁厚和铸出孔141

3.3.4 起模斜度143

3.3.5 工艺补正量、分型负数和反变形量144

3.3.6 铸筋149

3.4 浇注系统153

3.4.1 铸钢件浇注系统的类型和特点153

3.4.2 铸钢件浇注系统设计157

3.5 冒口和出气孔的设计162

3.5.1 冒口的设计特点162

3.5.2 冒口的设计与计算173

3.5.3 出气孔的设计187

3.5.4 铸钢件凝固顺序的控制187

3.5.5 铸钢件的冷铁设计190

3.6 砂芯设计192

3.6.1 芯头与定位结构的设计192

3.6.2 砂芯负数196

3.6.3 芯骨和砂芯的排气196

3.6.4 芯撑197

3.7 工艺装备设计制造198

第4章 造型材料203

4.1 水玻璃砂203

4.1.1 型砂203

4.1.2 铸造用水玻璃208

4.1.3 CO2水玻璃砂208

4.1.4 水玻璃真空置换硬化法（VRH法）209

4.1.5 酯固化水玻璃自硬砂209

4.1.6 水玻璃自硬流态自硬砂213

4.2 树脂砂232

4.2.1 呋喃树脂自硬砂232

4.2.2 碱性酚醛树脂自硬砂244

4.2.3 脲烷系树脂自硬砂248

4.2.4 三种常用自硬砂工艺性能对比249

4.3 涂料251

4.3.1 涂料应具有的性能251

4.3.2 涂料的基本组成251

4.3.3 涂料性能测试253

4.3.4 涂料涂敷方法253

4.4 脱模剂253

第5章 造型与制芯255

5.1 树脂砂机械设备255

5.1.1 混砂机255

5.1.2 振实台258

5.1.3 砂再生系统及设备259

5.1.4 混砂机、落砂机操作规程262

5.2 铸钢件生产对铸型（芯）的要求269

5.3 常用造型方法及应用270

5.3.1 造型（芯）前准备270

5.3.2 黏土砂造型270

5.3.3 CO2硬化水玻璃砂造型275

5.3.4 酯硬化碱性酚醛树脂自硬砂造型（芯）278

5.3.5 酯固化水玻璃自硬砂造型（芯）279

5.3.6 呋喃树脂自硬砂造型280

5.4 砂芯制作281

5.5 下芯与合箱284

5.5.1 砂芯的检验与修整284

5.5.2 砂型检验与修整284

5.5.3 下芯、合箱284

5.5.4 砂型紧固285

第6章 铸钢件的浇注、冷却与开箱287

6.1 浇注前的准备287

6.1.1 钢液的充型能力287

6.1.2 盛钢桶（浇包）289

6.1.3 浇注前的准备工作292

6.1.4 钢水温度的测量292

6.2 浇注的控制300

6.2.1 铸钢件浇注温度和浇注时间300

6.2.2 镇静时间的确定301

6.2.3 浇注操作要点302

6.3 型内的冷却与开箱302

6.3.1 铸钢件的冷却凝固过程302

6.3.2 铸钢件的凝固时间305

6.3.3 铸件的开箱306

第7章 铸钢件的后处理309

7.1 铸件落砂和清理的工艺过程309

7.1.1 铸件在砂型中的停留时间309

7.1.2 铸件落砂309

7.2 浇冒口的切割313

7.3 铸钢件表面清理317

7.4 铸钢件的焊补318

7.4.1 补焊前的准备318

7.4.2 补焊工艺320

7.5 铸钢件的精整325

7.5.1 冷态矫正325

7.5.2 局部加热矫正325

7.5.3 火焰矫正326

7.5.4 整体加热矫正326

7.5.5 矫正变形常见缺陷及其防止327

7.5.6 铸钢件精整的目的和方法327

7.6 铸钢件的热处理328

7.6.1 热处理的一般知识328

7.6.2 铸钢件的退火与正火331

7.6.3 铸钢件的淬火与回火334

7.6.4 固溶处理338

7.6.5 时效处理（沉淀硬化处理）、除氢处理341

7.6.6 铸钢件的表面热处理与化学热处理342

7.6.7 热处理的主要工艺要素343

第8章 铸钢件的质量检测345

8.1 简述345

8.2 铸件检测内容346

8.2.1 工序检测349

8.2.2 铸件的形状、尺寸的检测351

8.2.3 铸件的化学成分检验353

8.2.4 铸钢件热处理质量检验355

8.2.5 铸钢无损检测方法357

第9章 铸钢件缺陷的分析与防止362

9.1 砂型铸造362

9.1.1 孔眼363

9.1.2 表面缺陷369

9.1.3 裂纹372

9.1.4 偏析373

9.1.5 晶粒粗大374

9.1.6 夹杂物374

9.1.7 实例375

9.2 熔模精密铸造379

9.2.1 铸件尺寸超差379

9.2.2 铸件表面粗糙384

9.2.3 表面缺陷387

9.2.4 孔洞类392

9.2.5 裂纹冷隔类395

9.2.6 残缺类397

9.2.7 夹杂类缺陷400

9.3 消失模（实型）铸造402

9.3.1 产生原因402

9.3.2 防止措施403

第10章 典型铸钢件生产应用实例405

10.1 炉喉钢砖——水玻璃砂生产工艺405

10.2 炉喉钢砖——消失模生产工艺409

10.3 铸钢冷却壁411

参考文献416