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第1章　磨料磨损的定义及分类1

1.1　静载条件下的表面接触及应力分布1

1.2　动载条件下的表面接触及应力分布4

1.3　磨料磨损定义和分类7

1.3.1　定义7

1.3.2　分类8

1.4　磨损特征及一般规律10

1.4.1　黏着磨损10

1.4.2　磨粒磨损11

1.4.3　表面疲劳磨损14

1.4.4　微动磨损14

1.4.5　冲击磨损15

1.4.6　磨蚀15

1.5　耐磨材料的磨损试验15

1.5.1　冲击磨料磨损试验15

1.5.2　高应力磨料磨损试验16

1.5.3　冲刷腐蚀试验方法16

1.5.4　低应力磨料磨损试验17

1.5.5　高温高速磨损试验机17

1.6　耐磨铸件的失效方式及分析18

1.6.1　磨损失效18

1.6.2　断裂失效19

1.6.3　变形失效20

1.6.4　磨损失效分析20

参考文献23

第2章　磨料磨损基本理论24

2.1　磨料磨损切削机制24

2.2　磨粒磨损的裂纹扩展机制26

2.3 塑变磨损机制28

2.4　剥层磨损机理30

2.4.1　剥层磨损与裂纹产生及扩展31

2.4.2　剥层磨损方程31

2.5　腐蚀磨损机制34

2.6　黏着磨损机理36

2.7　凿削坑形成机理38

参考文献39

第3章　变质处理对中锰钢组织及性能影响40

3.1　变质处理对组织的影响40

3.1.1　铸态和热处理组织40

3.1.2　稀土对组织影响40

3.2　变质剂对夹杂物作用42

3.2.1　变质剂对夹杂物数量的影响42

3.2.2　变质剂对夹杂物形状的影响43

3.2.3　变质剂对夹杂类型的影响43

3.3　铌的碳、氮化合物作用45

3.3.1　铌的碳、氮化合物形成热力学条件45

3.3.2　Nb的化合物可作为异质核心47

3.4　示波冲击和COD试验49

3.5　变质剂对力学性能的影响52

参考文献54

第4章　变质中锰钢的表面合金化55

4.1　铸造表面合金化工艺及组织变化55

4.1.1　铸渗材料55

4.1.2　浇铸工艺55

4.1.3　工艺因素与渗层关系55

4.2　复合层组织分析56

4.3　合金元素分布规律59

4.4　铸造表面合金化62

4.4.1　铸造表面合金化过程62

4.4.2　合金的扩散63

4.4.3　稀土的催化作用65

参考文献65

第5章　变质中锰奥氏体钢锤击和形变动态观察66

5.1　锤击硬化动态观察66

5.2　奥氏体锰钢应变诱发马氏体相变热力学69

5.2.1　奥氏体转为马氏体自由能计算69

5.2.2 中锰钢和高锰钢的Ms温度及△Gγ→α FeMnC在Ms和室温的相变驱动力计算71

5.2.3　机械驱动力计算72

5.3　中锰钢原位动态拉伸过程中电镜观察73

5.3.1　位错动态变化73

5.3.2　碳化物强化作用73

5.3.3　层错与孪晶75

5.3.4　形变诱发马氏体相变78

5.3.5　裂纹形成及扩展80

参考文献80

第6章　高锰钢81

6.1　高锰钢的化学成分82

6.1.1　高锰钢的平衡状态组织83

6.1.2　高锰钢的化学成分84

6.2　合金元素在高锰钢中的作用94

6.2.1　铬94

6.2.2　钼96

6.2.3　镍98

6.2.4　钛99

6.2.5　钒100

6.2.6　铌102

6.2.7　稀土103

6.3　高锰钢的加工硬化108

6.3.1　形变诱发马氏体相变硬化假说108

6.3.2　孪晶硬化假说109

6.3.3　位错硬化假说109

6.3.4　动态应变时效硬化假说110

6.3.5　Fe-Mn-C原子团硬化假说111

6.3.6　纳米晶与非晶镶嵌分布111

6.3.7　综合作用硬化假说112

6.4　高锰钢的铸造工艺113

6.4.1　造型材料113

6.4.2　收缩、冒口和冷铁120

6.4.3　浇注系统127

6.5　高锰钢铸件的主要缺陷132

6.5.1　黏砂132

6.5.2　气孔133

6.5.3　晶粒粗大133

6.5.4　裂纹136

6.5.5　组织不致密性137

6.6　高锰钢铸件的热处理139

6.6.1　高锰钢在加热过程中的行为139

6.6.2　高锰钢加热过程参数选择140

6.6.3　普通高锰钢热处理工艺142

6.6.4　高锰钢热处理新工艺143

6.7　高锰钢的标准及性能147

6.7.1　高锰钢标准147

6.7.2　高锰钢性能150

参考文献154

第7章　超高锰钢155

7.1　超高锰钢化学成分的选择155

7.1.1　碳含量155

7.1.2　锰含量157

7.1.3　硅、磷、硫的含量157

7.2　合金元素在超高锰钢中的作用及合金化159

7.2.1　铬160

7.2.2　钼160

7.2.3　镍161

7.2.4　钒162

7.2.5　钛163

7.2.6　稀土元素163

7.3　超高锰钢的热处理工艺164

7.3.1　水韧处理165

7.3.2　沉淀强化工艺167

7.4　超高锰钢的力学性能、金相组织171

7.4.1　超高锰钢铸态组织171

7.4.2　热处理工艺对超高锰钢组织和性能的影响172

7.4.3　回火温度对超高锰钢组织和力学性能的影响176

参考文献181

第8章　计算机技术在铸钢件生产中的应用182

8.1　概述182

8.1.1　计算机铸造过程模拟仿真技术的发展历史182

8.1.2　铸造软件的分类与研究现状183

8.2　铸钢件工艺设计特点及规范187

8.2.1　铸钢件工艺设计特点187

8.2.2　大型铸钢件工艺规范190

8.3　铸造工艺计算机辅助设计与优化技术191

8.3.1　计算机工艺优化流程191

8.3.2　铸造工艺CAD的特点192

8.4　计算机铸造工艺优化应用实例193

8.4.1　球磨机端盖铸造工艺优化193

8.4.2　球磨机衬板铸造工艺优化197

8.4.3　履带板铸造工艺优化199

8.4.4　磨盘计算机工艺优化202

参考文献206

第9章　耐磨奥氏体锰钢的冶炼207

9.1　奥氏体锰钢冶炼用原材料207

9.1.1　金属炉料207

9.1.2　造渣材料210

9.1.3　氧化剂213

9.1.4　脱氧剂和增碳剂213

9.1.5　石墨电极214

9.1.6　冶炼用耐火材料215

9.2　炼钢生产的理论基础220

9.2.1　炉渣220

9.2.2　炼钢供氧224

9.2.3　钢液的脱碳（碳氧化反应）226

9.2.4　冶炼过程中硅、锰的氧化和还原229

9.2.5　钢液的脱磷230

9.2.6　钢液的脱硫233

9.2.7　钢液的脱氧235

9.3　奥氏体锰钢的冶炼特点238

9.3.1　合金元素的加入时间238

9.3.2　合金元素的收得率239

9.3.3　铁合金处理239

9.3.4　合金加入的操作要点240

9.4　碱性电弧炉冶炼奥氏体锰钢的冶炼工艺240

9.4.1　冶炼前的准备工作240

9.4.2　熔化期244

9.4.3　氧化期245

9.4.4　还原期250

9.5　高锰钢碱性电弧炉操作要点258

9.5.1　不氧化法冶炼高锰钢操作要点258

9.5.2　氧化法冶炼高锰钢操作要点259

9.6　中频感应电炉冶炼260

9.6.1　中频感应电炉工作原理260

9.6.2　感应电炉冶炼特点263

9.6.3　感应电炉炉衬263

9.6.4　感应电炉冶炼操作工艺269

9.6.5　高锰钢感应电炉冶炼操作要点271

9.7　现代电弧炉炼钢冶炼新工艺271

9.8　现代电弧炉炼钢技术272

9.8.1　节约电能技术273

9.8.2　强化冶炼技术275

9.8.3　电炉炼钢余热利用技术277

9.8.4　优化炉料结构技术278

参考文献279