第四章 特种性能铸铁
　　1.常用特种铸铁有哪些？减摩铸铁，冷硬铸铁，抗磨铸铁，耐热铸铁，耐腐蚀铸铁。2.减摩铸铁：材料的摩擦系数小，磨损少及抗咬合性能好。组织特征：珠光体数量多，片间距小。常用减摩铸铁：含磷铸铁，钒钛铸铁，硼铸铁。3.冷硬铸铁的组织特点：可将其分为三个区域，最外层为白口区，紧挨的是麻口区，内层为灰口区。4.常用抗磨铸铁有哪些？普通白口铸铁，镍硬白口铸铁，铬系白口铸铁。5.耐热铸铁：指在高温条件下具有一定的抗氧化和抗生长性能，并能承受一定载荷的铸铁。分类：中硅耐热铸铁，含铝耐热铸铁，含铬耐热铸铁。6.PB比：氧化时所生成的金属氧化膜体积比生成这些氧化膜所消耗的金属体积要大，称pb比，用γ表示。Pb比有什么用：当γ﹥1时，金属氧化膜才可能具有保护性。当γ＜1时，所形成的氧化膜疏松，多口，不可能完全覆盖整个金属表面。7.合金元素抗氧化的条件：（1）合金元素氧化物的pb比大于1，且具有低的电导率。（2）合金元素对氧的亲和力大于铁，即具有先于主金属氧化或能还原主金属氧化物的条件。（3）合金元素的氧化物与主金属铁的氧化物互不溶解，即合金元素的氧化物能单独存在。8.铸铁的高温生长：铸铁在高温下还会发生体积不可逆的膨胀。分哪几个阶段及预防措施：（1）低于相变温度时的生长。措施：一是使铸铁在使用温度下全部为全部为铁素体基体，可采用提高硅含量或采用低温石墨化退火来获得全部铁素体基体。（2）相变温度范围内的生。措施：一提高铸铁相变点温度，二是调整工作温度，使铸铁在工作温度范围内处于单相组织状态。（3）高于相变温度时生长。措施:一加入合金元素铝，硅，铬等，二采用孕育处理，使共晶团及石墨细化。三适当降低碳量。四采用球墨铸铁。9.提高铸铁耐蚀性的途径：（1）改变某些相在腐蚀剂中的电位，降低原电池的电动势。（2）改善基体组织，进而减少原电池数量，减小电动势。（3）在铸铁表皮层下形成一层致密，牢固的保护膜。10：常用耐蚀铸铁：高硅耐腐蚀铸铁，含铝耐腐蚀铸铁，高铬耐腐蚀铸铁。11.减摩铸铁的使用条件是摩擦易损，一般要求材料摩擦系数小，磨损少及抗咬合性好。抗磨铸铁的使用条件是磨料磨损，用于抵抗由硬颗粒或突出物作用使材料迁移导致的磨损。12.冷硬铸铁最适宜的工作条件？获得高质量的冷硬铸铁掌握哪些原则？主要用于耐磨性及强度要求都比较高的场合。原则：（1）炉料性质的遗传性，炉料中白口铸铁的比例增加，铸件的白口深度亦增加。（2）熔炼工艺 增加铁液过热度及延长铁液在高温时的保持时间，都使铁液的形核能力降低，白口深度增加。（3）铸型工艺 冷铁厚度是影响白口层深度的主要因素。13.分析高铬铸铁中二次碳化物在基体组织中的作用：高铬白口铸铁在热处理过程中，由于加热的温度不同，二次碳化物会有一个析出和溶解过程。加热温度低于一定温度时，二次碳化物以析出为主，高于时以溶解为主。二次碳化物的析出，将使奥氏体中碳及合金元素降低。提高马氏体转变温度 和 ，有利于空淬时增加马氏体数量，减少残余奥氏体量，同时，亦导致奥氏体转变曲线左移，降低淬透性。14.总结硅，铝，铬三元素对提高铸铁耐热性的缘由有哪些。答案同第七题
　　第5章 铸铁的熔炼
　　一. 冲天炉熔炼的基本要求：优质，高产，低耗，长寿，操作便利。基本构造：炉底与炉基，炉体与前炉，烟囱与除尘装置，送风系统，热风装置，风机。
　　二）燃烧比：焦炭层燃烧的完全程度co2除以co2+co，co2越多越好。附壁效应（炉壁效应）：冲天炉内的炉气有自动趋于沿炉壁流动的倾向 。
　　三）根据热交换冲天炉分为，预热区，融化区，过热区，炉缸区。
　　四）冲天炉炉气：组成CO CO2性质：对于铁无论什么区域炉气都是氧化性，硅，锰也是如此。氧化带内氧气二氧化碳浓度都很高，炉气氧化性最强，还原带内炉气一氧化碳含量高氧化性弱，但对于铁和其他合金元素即使在还原带内，仍然是氧化性的。
　　五）冲天炉炉渣来源：炉衬的侵蚀，焦炭的灰分，炉料带入的杂质，金属元素的烧损所形成的氧化物以及加入颅内的熔剂。作用：清除焦炭表面的灰渣，有利于颅内的燃烧反应，使焦炭在炉内的冶金反应中起更大作用，而且炉渣本身还直接参与了冶金反应，影响特也成分变化。
　　六）影响铁液增硫脱硫因素：增硫a炉料含硫量，炉料含硫越低增硫越快。b焦炭消耗率越高，增硫越多c焦炭含硫量越多，增硫多。脱硫因素：a炉渣碱度一定范围内提高b炉温升高c炉气氧化性强。
　　七）常用脱硫方法和脱硫剂a炉内脱硫（碱性冲天炉，脱硫剂*石灰，电石，白云石*）b炉外脱硫就是加脱硫剂（苏打，电石，石灰），方法①气动脱硫（喷射脱硫，多空塞气动脱离）②摇包和回转包脱硫。
　　八）影响硅锰烧损主要因素：炉温(温度升高，烧损减少)，炉气氧化性（炉气氧化性低，烧损减少），炉渣性质（酸性冲天炉si烧损少，Mn烧损多，碱性相反），金属炉料。
　　九）影响铁液温度的主要因素1焦炭的影响a焦炭成分（含碳量高好），b焦炭强度与块度（强度小不能有很好的块度，块度小的话急速燃烧使高温区短，块度太大燃烧太慢）c反映能力（低反应能力好）2送风的影响a风量（最惠风量时好）b风速（太大对焦炭吹冷作用，稍大则强化燃烧，提高炉气温度）c风温（温度高可强化焦炭燃烧，太高减低燃烧比）d风中氧气浓度（含氧的缩短氧化带，增加co2浓度）3金属炉料的影响（减小炉料块度，采用洁净的金属炉料）4熔炼操作参数（底焦高度，焦炭消耗量，批料量）5冲天炉结构参数（炉型，风口布置）。
　　十）分析预热送风，富氧送风，除湿送风的措施，作用，方法：1预热送风2富氧送风（作用a提高冲天炉融化速率b降低焦铁比，c减小si，Mn的烧损率。。方法a相送风管中引入氧气，含氧增加2-4%。b从风口吹氧c风口下的炉缸的炉壁周围安装喷嘴，将氧气吹入内）3除湿送风（作用，提高铸件质量减少焦耗，铁液温度提高，si，mn烧损率低，铁液含氧低，白口倾向小。方法a吸附除湿，吸收除湿，冷冻除湿）
　　十一冲天炉网形图定义，描绘冲天炉风量，焦炭消耗率，燃烧比，铁液温度，炉子熔化率之间关系的实验图表。（a焦耗一定是，送风增大，熔化率增加，铁液温度线提高后下降b风量一定是，焦耗增大，铁液温度升高，熔化率下降c熔化率一定时可以用高焦耗，大风量。D为达到一定得温度，可用不同的焦耗和风量配合。
　　十二底焦高度作用（金属料在氧化性弱的气氛中融化，既能防止过分氧化，又能保证铁液滴有足够的过热高度。2底焦高度确定（a供风强度越大，底焦高度越高b风口排距大，风口斜度大和风口排数多，增高c焦炭块度小，反应性能高，降低d层焦焦耗越高，底焦越高。）
　　第六章 铸造碳钢
　　1、试论述铸钢件形成热裂的机理，并说明浇注温度过高和钢中含硫量过多对于形成热裂的影响。答：热裂现象是钢凝固到固相温度范围时，由于凝固收缩，铸件内部会产生热应力。当应力超过铸件能承受的最大应力时，铸件就会沿晶界裂开。浇注温度过高，到凝固时收缩量大，热应力大，会增大热裂倾向。含硫量过多，硫在 ɑ-Fe中的溶解度很小，常以FeS形式存在。FeS与Fe易在晶界上形成低熔点的共晶体，会大大降低高温强度。在收到热应力时，就很容易裂开。
　　2、铸钢典型组织特征：碳钢铸件的铸态组织的特征是晶粒粗大，有些情况下还存在魏氏组织。
　　3、魏氏组织：铁素体在奥氏体晶粒内部以一定的方向呈条状析出。
　　4、铸钢的热处理目的：细化晶粒，消除魏氏体和消除铸造应力。热处理方法有退火、正火或正火加回火。
　　碳钢的铸造性怎样？为什么？答：与铸铁相比，钢的铸造性能是较差的。由于钢的熔点较高，结晶温度间隔较宽，收缩量较大，故钢液的流动性较低，缩孔及缩松倾向较大，铸件容易形成热裂和冷裂等缺陷
　　第七章 铸造低合金钢
　　1、铸造合金中Mn、Cr、Ni的作用。Mn在铸造碳钢中主要为脱氧及减轻硫的有害作用，锰在低合金钢中可做强化元素使用，锰除了提高淬透性及细化珠光体外，还有使铁素体韧化、改善钢的低温韧性的作用。Cr使钢具有良好的淬透性，铬在钢的回火过程中能抑制碳化物的析出，此外在含量2%以下的铬能完全固溶于铁素体中，提高其强度，而不降低其韧性。Ni1）固溶强化2）提高钢的淬透性3）细化珠光体4）降低钢的韧性——脆性转变温度5）提高钢在高温下的抗氧化性。
　　获得高强度高韧性钢的途径。1)低含碳量2)多种合金元素复合强化3）多阶段热处理4）钢液净化
　　第八章 铸造高合金钢
　　1.水韧处理：将钢加热至奥氏体区温度，并保温一段时间，使铸态组织中的碳化物基本上都固溶于奥氏体中，然后在水中进行淬火。高锰钢的加工硬化机理：（1）位错堆积论：高锰钢在经受强力挤压或冲击作用下，晶粒内部产生相对滑移，在滑移界面的两方造成高密度的位错，起到位错强化的作用。（2）形变诱导相变论：在受力发生变形时，由于应变诱导的作用，发生奥氏体到马氏体的转变，在钢的表面层中产生马氏体，因而具有高硬度。2.提高高猛钢性能的途径：（1）孕育和变质（2）时效强化（3）合金化3.不锈钢的不锈原理：使不锈钢具有耐蚀性的合金元素主要是铬，一方面可以在钢的晶粒表面形成钝化膜保护晶粒内部免于受到腐蚀。另一方面，还可以提高钢抵抗电化学腐蚀的能力，缩小两相之间电极电位的差值，减轻电化学腐蚀的现象。4.钢在高温下的氧化和如何抗氧化？钢在高温下与氧化性气体（氧气 水 二氧化碳）接触时，其表面层会被氧化。抗氧化：根本途径是在钢的表面形成化学稳定性强的，组织致密的氧化膜。需要往钢中加入大量元素铬，铝，硅以形成氧化膜，这些元素的氧化物都具有高的热稳定性和化学稳定性，而且他们在比容上都大于铁，因而能阻止氧进入钢的内部。5.铬镍不锈钢的缺陷，原因，改进措施？缺陷：（1）流动性差，并易产生冷隔 原因：由于钢液含铬量高，在浇注过程中易产生氧化铬夹杂物而使流动性降低。氧化铬膜还使铸件易产生冷隔和表面皱皮等缺陷。改进措施：提高浇注温度，缩短浇注时间（2）体收缩大，易产生缩孔和缩松。 应使铸件进行顺序凝固，冒口尺寸应比碳钢大20%---30%（3）易产生热裂 原因：线收缩大，而且钢的高温强度低，改进：应加强铸型和型芯的容让性。（4）易产生热粘砂 原因：钢的温度高。改进：采用耐火度高的涂料来涂刷铸型和型芯的表面。
　　第九章 电弧炼钢炉
　　1.炼钢的目的与要求（1）将炉料熔化呈钢液，并提高其过热温度，保证钢液的需要（2）将钢液中的Si Mn和C的含量，控制在规定范围内（3）降低钢液中的有害元素S P,使其含量降低到规定范围以下（4）清楚钢液中的非金属夹杂和气体，使钢液纯净
　　2.电弧炉炼钢的特点电弧炉炼钢是利用电弧产生的高温来熔化炉料和提高钢液过热温度的。不用燃料燃烧后的方法加热，容易控制炉气的性质。炉料熔化以后的炼钢过程是在炉渣的发改下进行的。由于电弧炉渣的温度很高具有较高的化学活泼性，因而有利于炼钢过程中冶金反应的进行。
　　3.氧化法炼钢的工艺过程 补炉——配料和装料——熔化期——氧化期——还原期——出钢
　　4.熔化期的任务 将固体炉料熔化成钢液，并进行脱磷
　　5.氧化期的任务、氧化方法，操作原则、氧化期如何脱碳 任务：脱磷，取出钢液中的气体和夹杂物，并提高钢液的温度。方法：矿石脱碳法 吹氧脱碳法 吹氧——矿石脱碳法 原则：（1）先磷后碳（2）温度先低后高（3）造渣先多后少（4）供料先矿后吹氧
　　6.还原期的任务 脱氧脱硫和调整钢液温度及化学成分
　　7、有哪几种脱氧方法，各自优缺点，画图说明扩散过程 沉淀脱氧法（优：速度快，缺：脱氧产物容易留在钢液中，降低钢的质量）扩散脱氧法（优：脱氧产物留在炉渣中，钢液较纯净，钢的质量较高，缺：速度 慢）
　　8，酸性电弧炉炼钢的特点 （1）炉衬寿命长(2)冶炼时间短（3）钢液的气体和夹杂少（4）不能用来脱磷和脱硫，因此必须使用低磷和低硫的炉料
　　9，直流电弧炉的优缺点 优点：（1）电弧稳定性强（2）电极消耗量少（3）噪声污染程度小（4）电能消耗低（5）电弧较长（6）能产生电磁搅拌作用 缺点：电弧炉的容量小。