第四章 特種性能鑄鐵
　　1.常用特種鑄鐵有哪些？減摩鑄鐵，冷硬鑄鐵，抗磨鑄鐵，耐熱鑄鐵，耐腐蝕鑄鐵。2.減摩鑄鐵：材料的摩擦系數小，磨損少及抗咬合性能好。組織特征：珠光體數量多，片間距小。常用減摩鑄鐵：含磷鑄鐵，釩鈦鑄鐵，硼鑄鐵。3.冷硬鑄鐵的組織特點：可將其分為三個區域，最外層為白口區，緊挨的是麻口區，內層為灰口區。4.常用抗磨鑄鐵有哪些？普通白口鑄鐵，鎳硬白口鑄鐵，鉻系白口鑄鐵。5.耐熱鑄鐵：指在高溫條件下具有一定的抗氧化和抗生長性能，并能承受一定載荷的鑄鐵。分類：中硅耐熱鑄鐵，含鋁耐熱鑄鐵，含鉻耐熱鑄鐵。6.PB比：氧化時所生成的金屬氧化膜體積比生成這些氧化膜所消耗的金屬體積要大，稱pb比，用γ表示。Pb比有什么用：當γ﹥1時，金屬氧化膜才可能具有保護性。當γ＜1時，所形成的氧化膜疏松，多口，不可能完全覆蓋整個金屬表面。7.合金元素抗氧化的條件：（1）合金元素氧化物的pb比大于1，且具有低的電導率。（2）合金元素對氧的親和力大于鐵，即具有先于主金屬氧化或能還原主金屬氧化物的條件。（3）合金元素的氧化物與主金屬鐵的氧化物互不溶解，即合金元素的氧化物能單獨存在。8.鑄鐵的高溫生長：鑄鐵在高溫下還會發生體積不可逆的膨脹。分哪幾個階段及預防措施：（1）低于相變溫度時的生長。措施：一是使鑄鐵在使用溫度下全部為全部為鐵素體基體，可采用提高硅含量或采用低溫石墨化退火來獲得全部鐵素體基體。（2）相變溫度范圍內的生。措施：一提高鑄鐵相變點溫度，二是調整工作溫度，使鑄鐵在工作溫度范圍內處于單相組織狀態。（3）高于相變溫度時生長。措施:一加入合金元素鋁，硅，鉻等，二采用孕育處理，使共晶團及石墨細化。三適當降低碳量。四采用球墨鑄鐵。9.提高鑄鐵耐蝕性的途徑：（1）改變某些相在腐蝕劑中的電位，降低原電池的電動勢。（2）改善基體組織，進而減少原電池數量，減小電動勢。（3）在鑄鐵表皮層下形成一層致密，牢固的保護膜。10：常用耐蝕鑄鐵：高硅耐腐蝕鑄鐵，含鋁耐腐蝕鑄鐵，高鉻耐腐蝕鑄鐵。11.減摩鑄鐵的使用條件是摩擦易損，一般要求材料摩擦系數小，磨損少及抗咬合性好。抗磨鑄鐵的使用條件是磨料磨損，用于抵抗由硬顆粒或突出物作用使材料遷移導致的磨損。12.冷硬鑄鐵最適宜的工作條件？獲得高質量的冷硬鑄鐵掌握哪些原則？主要用于耐磨性及強度要求都比較高的場合。原則：（1）爐料性質的遺傳性，爐料中白口鑄鐵的比例增加，鑄件的白口深度亦增加。（2）熔煉工藝 增加鐵液過熱度及延長鐵液在高溫時的保持時間，都使鐵液的形核能力降低，白口深度增加。（3）鑄型工藝 冷鐵厚度是影響白口層深度的主要因素。13.分析高鉻鑄鐵中二次碳化物在基體組織中的作用：高鉻白口鑄鐵在熱處理過程中，由于加熱的溫度不同，二次碳化物會有一個析出和溶解過程。加熱溫度低于一定溫度時，二次碳化物以析出為主，高于時以溶解為主。二次碳化物的析出，將使奧氏體中碳及合金元素降低。提高馬氏體轉變溫度 和 ，有利于空淬時增加馬氏體數量，減少殘余奧氏體量，同時，亦導致奧氏體轉變曲線左移，降低淬透性。14.總結硅，鋁，鉻三元素對提高鑄鐵耐熱性的緣由有哪些。答案同第七題
　　第5章 鑄鐵的熔煉
　　一. 沖天爐熔煉的基本要求：優質，高產，低耗，長壽，操作便利。基本構造：爐底與爐基，爐體與前爐，煙囪與除塵裝置，送風系統，熱風裝置，風機。
　　二）燃燒比：焦炭層燃燒的完全程度co2除以co2+co，co2越多越好。附壁效應（爐壁效應）：沖天爐內的爐氣有自動趨于沿爐壁流動的傾向 。
　　三）根據熱交換沖天爐分為，預熱區，融化區，過熱區，爐缸區。
　　四）沖天爐爐氣：組成CO CO2性質：對于鐵無論什么區域爐氣都是氧化性，硅，錳也是如此。氧化帶內氧氣二氧化碳濃度都很高，爐氣氧化性最強，還原帶內爐氣一氧化碳含量高氧化性弱，但對于鐵和其他合金元素即使在還原帶內，仍然是氧化性的。
　　五）沖天爐爐渣來源：爐襯的侵蝕，焦炭的灰分，爐料帶入的雜質，金屬元素的燒損所形成的氧化物以及加入顱內的熔劑。作用：清除焦炭表面的灰渣，有利于顱內的燃燒反應，使焦炭在爐內的冶金反應中起更大作用，而且爐渣本身還直接參與了冶金反應，影響特也成分變化。
　　六）影響鐵液增硫脫硫因素：增硫a爐料含硫量，爐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。脫硫因素：a爐渣堿度一定范圍內提高b爐溫升高c爐氣氧化性強。
　　七）常用脫硫方法和脫硫劑a爐內脫硫（堿性沖天爐，脫硫劑*石灰，電石，白云石*）b爐外脫硫就是加脫硫劑（蘇打，電石，石灰），方法①氣動脫硫（噴射脫硫，多空塞氣動脫離）②搖包和回轉包脫硫。
　　八）影響硅錳燒損主要因素：爐溫(溫度升高，燒損減少)，爐氣氧化性（爐氣氧化性低，燒損減少），爐渣性質（酸性沖天爐si燒損少，Mn燒損多，堿性相反），金屬爐料。
　　九）影響鐵液溫度的主要因素1焦炭的影響a焦炭成分（含碳量高好），b焦炭強度與塊度（強度小不能有很好的塊度，塊度小的話急速燃燒使高溫區短，塊度太大燃燒太慢）c反映能力（低反應能力好）2送風的影響a風量（最惠風量時好）b風速（太大對焦炭吹冷作用，稍大則強化燃燒，提高爐氣溫度）c風溫（溫度高可強化焦炭燃燒，太高減低燃燒比）d風中氧氣濃度（含氧的縮短氧化帶，增加co2濃度）3金屬爐料的影響（減小爐料塊度，采用潔凈的金屬爐料）4熔煉操作參數（底焦高度，焦炭消耗量，批料量）5沖天爐結構參數（爐型，風口布置）。
　　十）分析預熱送風，富氧送風，除濕送風的措施，作用，方法：1預熱送風2富氧送風（作用a提高沖天爐融化速率b降低焦鐵比，c減小si，Mn的燒損率。。方法a相送風管中引入氧氣，含氧增加2-4%。b從風口吹氧c風口下的爐缸的爐壁周圍安裝噴嘴，將氧氣吹入內）3除濕送風（作用，提高鑄件質量減少焦耗，鐵液溫度提高，si，mn燒損率低，鐵液含氧低，白口傾向小。方法a吸附除濕，吸收除濕，冷凍除濕）
　　十一沖天爐網形圖定義，描繪沖天爐風量，焦炭消耗率，燃燒比，鐵液溫度，爐子熔化率之間關系的實驗圖表。（a焦耗一定是，送風增大，熔化率增加，鐵液溫度線提高后下降b風量一定是，焦耗增大，鐵液溫度升高，熔化率下降c熔化率一定時可以用高焦耗，大風量。D為達到一定得溫度，可用不同的焦耗和風量配合。
　　十二底焦高度作用（金屬料在氧化性弱的氣氛中融化，既能防止過分氧化，又能保證鐵液滴有足夠的過熱高度。2底焦高度確定（a供風強度越大，底焦高度越高b風口排距大，風口斜度大和風口排數多，增高c焦炭塊度小，反應性能高，降低d層焦焦耗越高，底焦越高。）
　　第六章 鑄造碳鋼
　　1、試論述鑄鋼件形成熱裂的機理，并說明澆注溫度過高和鋼中含硫量過多對于形成熱裂的影響。答：熱裂現象是鋼凝固到固相溫度范圍時，由于凝固收縮，鑄件內部會產生熱應力。當應力超過鑄件能承受的最大應力時，鑄件就會沿晶界裂開。澆注溫度過高，到凝固時收縮量大，熱應力大，會增大熱裂傾向。含硫量過多，硫在 ɑ-Fe中的溶解度很小，常以FeS形式存在。FeS與Fe易在晶界上形成低熔點的共晶體，會大大降低高溫強度。在收到熱應力時，就很容易裂開。
　　2、鑄鋼典型組織特征：碳鋼鑄件的鑄態組織的特征是晶粒粗大，有些情況下還存在魏氏組織。
　　3、魏氏組織：鐵素體在奧氏體晶粒內部以一定的方向呈條狀析出。
　　4、鑄鋼的熱處理目的：細化晶粒，消除魏氏體和消除鑄造應力。熱處理方法有退火、正火或正火加回火。
　　碳鋼的鑄造性怎樣？為什么？答：與鑄鐵相比，鋼的鑄造性能是較差的。由于鋼的熔點較高，結晶溫度間隔較寬，收縮量較大，故鋼液的流動性較低，縮孔及縮松傾向較大，鑄件容易形成熱裂和冷裂等缺陷
　　第七章 鑄造低合金鋼
　　1、鑄造合金中Mn、Cr、Ni的作用。Mn在鑄造碳鋼中主要為脫氧及減輕硫的有害作用，錳在低合金鋼中可做強化元素使用，錳除了提高淬透性及細化珠光體外，還有使鐵素體韌化、改善鋼的低溫韌性的作用。Cr使鋼具有良好的淬透性，鉻在鋼的回火過程中能抑制碳化物的析出，此外在含量2%以下的鉻能完全固溶于鐵素體中，提高其強度，而不降低其韌性。Ni1）固溶強化2）提高鋼的淬透性3）細化珠光體4）降低鋼的韌性——脆性轉變溫度5）提高鋼在高溫下的抗氧化性。
　　獲得高強度高韌性鋼的途徑。1)低含碳量2)多種合金元素復合強化3）多階段熱處理4）鋼液凈化
　　第八章 鑄造高合金鋼
　　1.水韌處理：將鋼加熱至奧氏體區溫度，并保溫一段時間，使鑄態組織中的碳化物基本上都固溶于奧氏體中，然后在水中進行淬火。高錳鋼的加工硬化機理：（1）位錯堆積論：高錳鋼在經受強力擠壓或沖擊作用下，晶粒內部產生相對滑移，在滑移界面的兩方造成高密度的位錯，起到位錯強化的作用。（2）形變誘導相變論：在受力發生變形時，由于應變誘導的作用，發生奧氏體到馬氏體的轉變，在鋼的表面層中產生馬氏體，因而具有高硬度。2.提高高猛鋼性能的途徑：（1）孕育和變質（2）時效強化（3）合金化3.不銹鋼的不銹原理：使不銹鋼具有耐蝕性的合金元素主要是鉻，一方面可以在鋼的晶粒表面形成鈍化膜保護晶粒內部免于受到腐蝕。另一方面，還可以提高鋼抵抗電化學腐蝕的能力，縮小兩相之間電極電位的差值，減輕電化學腐蝕的現象。4.鋼在高溫下的氧化和如何抗氧化？鋼在高溫下與氧化性氣體（氧氣 水 二氧化碳）接觸時，其表面層會被氧化。抗氧化：根本途徑是在鋼的表面形成化學穩定性強的，組織致密的氧化膜。需要往鋼中加入大量元素鉻，鋁，硅以形成氧化膜，這些元素的氧化物都具有高的熱穩定性和化學穩定性，而且他們在比容上都大于鐵，因而能阻止氧進入鋼的內部。5.鉻鎳不銹鋼的缺陷，原因，改進措施？缺陷：（1）流動性差，并易產生冷隔 原因：由于鋼液含鉻量高，在澆注過程中易產生氧化鉻夾雜物而使流動性降低。氧化鉻膜還使鑄件易產生冷隔和表面皺皮等缺陷。改進措施：提高澆注溫度，縮短澆注時間（2）體收縮大，易產生縮孔和縮松。 應使鑄件進行順序凝固，冒口尺寸應比碳鋼大20%---30%（3）易產生熱裂 原因：線收縮大，而且鋼的高溫強度低，改進：應加強鑄型和型芯的容讓性。（4）易產生熱粘砂 原因：鋼的溫度高。改進：采用耐火度高的涂料來涂刷鑄型和型芯的表面。
　　第九章 電弧煉鋼爐
　　1.煉鋼的目的與要求（1）將爐料熔化呈鋼液，并提高其過熱溫度，保證鋼液的需要（2）將鋼液中的Si Mn和C的含量，控制在規定范圍內（3）降低鋼液中的有害元素S P,使其含量降低到規定范圍以下（4）清楚鋼液中的非金屬夾雜和氣體，使鋼液純凈
　　2.電弧爐煉鋼的特點電弧爐煉鋼是利用電弧產生的高溫來熔化爐料和提高鋼液過熱溫度的。不用燃料燃燒后的方法加熱，容易控制爐氣的性質。爐料熔化以后的煉鋼過程是在爐渣的發改下進行的。由于電弧爐渣的溫度很高具有較高的化學活潑性，因而有利于煉鋼過程中冶金反應的進行。
　　3.氧化法煉鋼的工藝過程 補爐——配料和裝料——熔化期——氧化期——還原期——出鋼
　　4.熔化期的任務 將固體爐料熔化成鋼液，并進行脫磷
　　5.氧化期的任務、氧化方法，操作原則、氧化期如何脫碳 任務：脫磷，取出鋼液中的氣體和夾雜物，并提高鋼液的溫度。方法：礦石脫碳法 吹氧脫碳法 吹氧——礦石脫碳法 原則：（1）先磷后碳（2）溫度先低后高（3）造渣先多后少（4）供料先礦后吹氧
　　6.還原期的任務 脫氧脫硫和調整鋼液溫度及化學成分
　　7、有哪幾種脫氧方法，各自優缺點，畫圖說明擴散過程 沉淀脫氧法（優：速度快，缺：脫氧產物容易留在鋼液中，降低鋼的質量）擴散脫氧法（優：脫氧產物留在爐渣中，鋼液較純凈，鋼的質量較高，缺：速度 慢）
　　8，酸性電弧爐煉鋼的特點 （1）爐襯壽命長(2)冶煉時間短（3）鋼液的氣體和夾雜少（4）不能用來脫磷和脫硫，因此必須使用低磷和低硫的爐料
　　9，直流電弧爐的優缺點 優點：（1）電弧穩定性強（2）電極消耗量少（3）噪聲污染程度小（4）電能消耗低（5）電弧較長（6）能產生電磁攪拌作用 缺點：電弧爐的容量小。