• 书名：钢的浇铸凝固原理

• 丛书名：普通高等教育“十四五”规划教材

• ISBN：978-7-5240-0205-5

• 出版社：冶金工业出版社有限公司

  定价：65

• 作者：兰鹏

出版时间：2025-04-30

内容简介

钢铁冶金分为以铁矿石为原料的长流程和以废钢为原料的短流程，不管上述哪种方式，均需要经历液态成型的浇铸凝固过程。钢的凝固具有高温、潜热大、导热慢、塑性低和包晶相变等特性，与经典凝固学中铝、铜、锌等金属有较大的区别，其浇铸过程的非平衡规律更加复杂。对钢的凝固过程的正确理解与认识程度决定了浇铸产品水平及其稳定性，而这方面目前还没有建立足够完善的理论结构体系。

本教材采用理论与实践相结合的手段阐述了钢在浇铸条件下的凝固行为与特征，其中涉及金属凝固理论的发展、钢的金属学概念、钢的浇铸特性与过程、钢的凝固热动力学特征、钢的凝固冷却缺陷、钢的凝固组织及其演变规律和钢的凝固传输过程与描述等，相关内容构建了一套解析钢的浇铸凝固过程的基本原理。

编辑推荐

本教材采用理论与实践相结合的手段阐述了钢在浇铸条件下的凝固行为与特征，其中涉及金属凝固理论的发展、钢的金属学概念、钢的浇铸特性与过程、钢的凝固热动力学特征、钢的凝固冷却缺陷、钢的凝固组织及其演变规律和钢的凝固传输过程与描述等，相关内容构建了一套解析钢的浇铸凝固过程的基本原理。

目录

1 绪论

1.1 金属凝固理论的发展

1.2 钢的凝固原理与浇铸技术

1.3 钢的浇铸凝固理论的应用价值

参考文献

2 钢的金属学概念

2.1 钢与铁

2.2 铁碳相图

2.2.1 特征点和特征线

2.2.2 包晶反应

2.2.3 共晶反应

2.2.4 共析反应

2.3 Fe-C合金的凝固相变规律

2.3.1 工业纯铁

2.3.2 亚包晶钢

2.3.3 包晶钢

2.3.4 高碳钢

2.3.5 亚共晶铸铁（扩展阅读）

2.3.6 共晶铸铁（扩展阅读）

2.3.7 过共晶铸铁（扩展阅读）

2.4 钢中的相、组织和性能

2.4.1 相

2.4.2 组织

2.4.3 钢的成分、组织与性能

2.2 钢的合金元素

2.2.1 碳钢与合金钢

2.2.2 合金元素及其存在形式

2.2.3 合金元素的金属学分类

2.2.4 合金元素的作用

2.2.5 钢中典型的合金元素（扩展阅读）

思考题

参考文献

3 钢的浇铸特性与过程

3.1 凝固特征温度

3.2 高温强度与塑性

3.2.1 高温强度

3.2.2 高温塑性

3.3 热膨胀收缩

3.3.1 热变形的本质

3.3.2 热膨胀特性参数

3.3.3 热膨胀系数的测定和表征（扩展阅读）

3.4 其他性能

3.4.1 密度

3.4.2 比热

3.4.3 潜热

3.4.4 粘度

3.4.5 导热系数

3.4.6 扩散系数（扩展阅读）

3.5 钢的铸工艺与质量控制

3.5.1 模铸工艺

3.5.2 连铸工艺与装备

思考题

参考文献

4 钢的凝固热动力学特征

4.1 凝固相变

4.1.1 液体

4.1.2 固体

4.1.3 凝固与结晶

4.2 凝固热力学

4.2.1 纯金属凝固的能量变化

4.2.2 合金凝固的能量变化（扩展阅读）

4.2.2 过冷度与凝固潜热

4.2.3 凝固温度与固相率

4.3 钢的凝固冷却相变过程

4.3.1 纯铁的凝固

4.3.2 低碳钢的凝固

4.3.3 亚包晶钢的凝固

4.3.4 过包晶钢的凝固

4.3.5 高碳钢的凝固

4.4 钢的形核与生长

4.4.1 均质形核

4.4.2 非均质形核

4.4.3 晶体生长

4.4.4 界面粗糙度（扩展阅读）

4.4.5 晶体长大机制（扩展阅读）

思考题

参考文献

5 钢的凝固冷却缺陷

5.1 钢的凝固收缩

5.1.1 凝固收缩

5.1.2 凝固收缩与热应变

5.1.3 包晶相变收缩与缺陷（扩展阅读）

5.2 钢的凝固偏析

5.2.1 凝固偏析

5.2.2 显微偏析

5.2.3 宏观偏析

5.2.4 半宏观偏析（扩展阅读）

5.2.5 凝固偏析与收缩和裂纹

5.3 钢的凝固析出

5.3.1 气体析出

5.3.2 夹杂物析出

5.3.3 碳化物和氮化物析出

5.4 钢的凝固裂纹

5.4.1 热裂纹

5.4.2 冷裂纹

思考题

参考文献

6 钢的凝固组织及其演变

6.1 钢中物相的晶格结构

6.1.1 晶体学基本概念

6.1.2 简单立方点阵

6.1.3 体心立方点阵

6.1.4 面心立方点阵

6.1.5 密排六方点阵

6.1.6 体心正方点阵

6.1.7 其他点阵结构（扩展阅读）

6.2 钢的凝固组织形貌

6.2.1 凝固组织及其显现机理

6.2.2 凝固组织形态与界面稳定性

6.2.3 平面晶和胞状晶

6.2.4 柱状树枝晶和等轴状树枝晶

6.2.5 钢的凝固组织与铁碳相图

6.3 钢的凝固组织与奥氏体晶粒

6.3.1 奥氏体晶粒

6.3.2 奥氏体晶粒粗化（扩展阅读）

6.3.3 奥氏体晶粒与Fe-C相图

6.3.4 凝固组织与奥氏体晶粒

6.4 钢的凝固组织与金相组织

6.4.1 金相组织

6.4.2 奥氏体分解相变

6.4.3 三种常见的冷却组织

6.4.4 三种常见的回火组织

6.4.5 凝固组织与金相组织

6.5 钢的凝固组织调控（扩展阅读）

6.5.1 枝晶臂粗化与枝晶粗大

6.5.2 凝固组织与均质性

6.5.3 凝固组织细化

思考题

参考文献

7 钢的凝固传输过程

7.1 钢的凝固本质

7.1.1 热量传输

7.1.2 动量传输

7.1.3 质量传输

7.2 钢在凝固过程中的热量传输

7.2.1 热量传输基本概念

7.2.2 傅里叶传热定律

7.2.3 热量传输微分方程

7.2.4 钢的凝固过程热量传输描述

7.3 钢在凝固过程中的质量传输

7.3.1 质量传输基本概念

7.3.2 菲克第一定律

7.3.3 质量传输微分方程

7.3.4 钢的凝固过程质量传输描述

7.4 钢在凝固过程中的动量传输

7.4.1 动量传输的基本概念

7.4.2 牛顿粘性定律

7.4.3 动量传输微分方程

7.4.4 层流与湍流

7.4.5 流动与传热和传质的关系

7.4.6 钢的凝固过程动量传输描述

7.5 电磁力作用下连铸宏观传输模型（扩展阅读）

7.5.1 连铸工况与参数

7.5.2 大方坯连铸过程传输模型

7.5.3 M-EMS对结晶器内钢的凝固传输行为的影响

7.5.4 F-EMS对凝固末端钢的凝固传输行为的影响

思考题

参考文献