钢铁冶金学资料
《钢冶金学》_第3章 炼钢原材料
钢冶金学重庆科技学院：王宏丹气体：氧气、氩气、氮气金属料——铁水铁水是转炉炼钢的主要原材料，一般占装入量的70%~100%；铁水的物理热和化学热是转炉炼钢的主要热源。
对铁水温度的要求：●铁水温度是铁水含物理热多少的标志，铁水物理热占转炉热量收入的50％左右。
●铁水温度过低，会导致炉内热量不足，影响熔池升温和元素氧化进程，同时不利于化渣和去除杂质，还容易导致喷溅。
●我国企业一般规定铁水入炉温度应大于1250℃，并且保持稳定。
高炉出铁温度在1350～1450℃。
金属料——铁水金属料——铁水对铁水化学成分的要求：●[Si]：发热元素，是铁水化学热的主要提供者。
通常铁水中的硅含量为0.50%-0.80%为宜。
现在的普遍观点：[Si]是有害的，应尽可能地降低铁水中的Si含量，原因如下：少渣冶炼，减少转炉冶炼过程的造渣量。
铁水预处理脱磷的需要！要脱磷，得先脱硅！金属料——铁水对铁水化学成分的要求：●[Mn]：锰是弱发热元素，铁水中Mn氧化后形成的MnO能有效促进石灰溶解，加快成渣，减少助熔剂的用量和炉衬侵蚀。
同时铁水含Mn高，终点钢中余锰高，从而可减少合金化时所需的锰铁合金，有利于提高钢水纯净度。
金属料——铁水对铁水化学成分的要求：●[P]：来源于矿石，100%还原进入铁水，是应该严格控制的元素，目前采取预处理、转炉脱磷等方式解决低P钢的冶炼问题。
高P 矿石的利用，是当今资源利用的主要研究方向，应予以密切关注！一般要求铁水 [P]≤0.20%。
●[S]：是高炉造渣操作应尽量降低的，脱硫率应高！高炉铁水炉外预处理脱硫是“解放高炉”的方向！我国炼钢技术规程要求入炉铁水的硫含量不超过0.05%。
金属料——铁水对铁水带渣量的要求：●高炉渣中含S 、SiO 2、Al 2O 3量较高；●过多的高炉渣进入转炉内会导致石灰消耗量增多，转炉渣量增大，容易造成喷溅，金属收得率降低，降低炉衬寿命；●兑入转炉的铁水要求带渣量不得超过0.5%；●铁水带渣量大时，在铁水兑入转炉之前应进行扒渣。
钢铁冶金学教程ppt课件
炼铁原料
01
铁矿石、焦炭、石灰石
辅助材料
02
锰矿、硅石、萤石等
原料质量要求
03
铁矿石品位、焦炭强度、石灰石活性等
高炉炼铁工艺
高炉本体结构
炉缸、炉腹、炉腰、炉身 、炉喉
高炉冶炼过程
装料、送风、燃烧、还原 、出铁、出渣
高炉操作制度
装料制度、送风制度、热 制度、造渣制度
炼铁设备结构及工作原理
炼铁设备组成
钢铁冶金学教程ppt课件
目录
• 钢铁冶金学概述 • 炼铁工艺及设备 • 炼钢工艺及设备 • 连铸工艺及设备 • 轧制工艺及设备 • 钢铁冶金产品质量控制
01
钢铁冶金学概述
冶金学定义与分类
冶金学定义
研究从矿石中提取金属及其合金 的科学。
冶金学分类
根据研究对象的不同，冶金学可 分为黑色冶金学和有色冶金学两 大类。
1 2
轧机主机
包括机架、轧辊、轴承座、压下装置等部分，是 轧机的核心部分。通过电机驱动轧辊旋转，对金 属坯料进行压力加工。
辅助设备
包括加热炉、除鳞机、矫直机、冷却装置等，为 轧制过程提供必要的辅助条件和支持。
3
控制系统
采用先进的自动化控制系统，对轧机主机和辅助 设备进行实时监控和调整，确保生产过程的稳定 和产品的质量。
钢铁冶金学发展历程
01
02
03
古代钢铁冶金
从公元前1000多年开始， 人们就已经开始使用铁器 ，并逐渐掌握了铁的冶炼 技术。
近代钢铁冶金
18世纪工业革命后，钢铁 工业得到了迅速发展，出 现了许多新的冶炼方法和 工艺。
现代钢铁冶金
20世纪以来，随着科学技 术的不断进步，钢铁冶金 技术也在不断发展和完善 。
钢铁冶金学相关资料
钢铁冶金学相关资料钢铁冶金学是一门研究金属材料在高温和高压条件下的物理和化学过程的学科，包括钢铁的制备、冶炼、加工和性能改善等方面的知识。
在现代工业中，钢铁产品被广泛应用于交通、建筑、机械制造、电力和能源等领域，因此钢铁冶金学的研究也具有十分重要的意义。
钢铁冶金学的历史可以追溯到几千年前，在古代人类就利用铁器生产工具和兵器。
然而，直到19世纪末，随着工业革命的出现，钢铁冶金学才开始受到广泛的关注。
在20世纪，钢铁冶金学不断发展，各种新材料和新技术层出不穷，如现代高温热处理、钢的微观结构和成分调控等。
钢铁冶金学的学科体系主要由几个部分组成，包括钢铁制备、冶炼、铸造、锻造、挤压、轧制、热处理和表面处理等。
其中钢铁冶炼是最为基础和关键的环节之一，其包括炼铁、炼钢和连铸等多个阶段的过程。
炼铁是将铁矿石经过还原炉和铁水炉等设备加热还原，得到铸铁的过程；炼钢则是在铸铁的基础上，通过氧气转炉、电炉等设备加热和处理，使其获得适用于不同领域的钢材；而连铸则是将熔融的钢水直接浇铸成轧制坯。
钢铁冶金学的研究对象包括钢铁的组织结构、成分及性能，以及各种相关物理和化学过程。
在不同应用领域，钢铁材料有着不同的要求，因此对于钢铁冶金学的研究也具有不同的侧重点。
例如，在机械制造业中，需要考虑材料的刚性、延伸性、疲劳性等因素；在汽车制造中，需要考虑材料的强度、硬度、耐腐蚀性和耐久性等；在航空航天工业中，则需要考虑材料的高温性能、轻量化和抗冲击性等。
为了满足不同领域对于钢铁材料的需求，钢铁冶金学不断发展出新的材料和新的技术。
例如，高性能钢、高温合金、低合金高强度钢、先进复合材料等材料的研发和应用，以及热处理、表面处理等技术的创新和完善，为钢铁材料的领域应用提供了更多的选择。
在钢铁冶金学方面，国内的研究也在不断加强和完善。
例如，中国已经成为世界上最大的钢铁生产国之一，其钢铁冶炼技术和工艺也不断进步。
同时，国内的钢铁冶金学研究单位和高校也在不断探索和研究新的材料和工艺，为中国的钢铁产业和相关领域提供了更多的支持和保障。
钢铁冶金学（炼铁部分）
钢铁冶⾦学（炼铁部分）钢铁冶⾦学(炼铁部分)第⼀章概论1、试述3种钢铁⽣产⼯艺的特点。
答：钢铁冶⾦的任务：把铁矿⽯炼成合格的钢。
⼯艺流程：①还原熔化过程（炼铁）：铁矿⽯→去脉⽯、杂质和氧→铁；②氧化精炼过程（炼钢）：铁→精炼（脱C、Si、P等）→钢。
⾼炉炼铁⼯艺流程：对原料要求⾼，⾯临能源和环保等挑战，但产量⾼，⽬前来说仍占有优势，在钢铁联合企业中发挥这重⼤作⽤。
直接还原和熔融还原炼铁⼯艺流程：适应性⼤，但⽣产规模⼩、产量低，⽽且很多技术问题还有待解决和完善。
2、简述⾼炉冶炼过程的特点及三⼤主要过程。
答：特点：①在逆流（炉料下降及煤⽓上升）过程中，完成复杂的物理化学反应；②在投⼊（装料）及产出（铁、渣、煤⽓）之外，⽆法直接观察炉内反应过程，只能凭借仪器仪表简介观察；③维持⾼炉顺⾏（保证煤⽓流合理分布及炉料均匀下降）是冶炼过程的关键。
三⼤过程：①还原过程：实现矿⽯中⾦属元素（主要是铁）和氧元素的化学分离；②造渣过程：实现已还原的⾦属与脉⽯的熔融态机械分离；③传热及渣铁反应过程：实现成分与温度均合格的液态铁⽔。
3、画出⾼炉本体图，并在其图上标明四⼤系统。
答：煤⽓系统、上料系统、渣铁系统、送风系统。
4、归纳⾼炉炼铁对铁矿⽯的质量要求。
答：①⾼的含铁品位。
矿⽯品位基本上决定了矿⽯的价格，即冶炼的经济性。
②矿⽯中脉⽯的成分和分布合适。
脉⽯中SiO2和Al2O3要少，CaO多，MgO 含量合适。
③有害元素的含量要少。
S、P、As、Cu对钢铁产品性能有害，K、Na、Zn、Pb、F对炉衬和⾼炉顺⾏有害。
④有益元素要适当。
Mn、Cr、Ni、V、Ti等和稀⼟元素对提⾼钢产品性能有利。
上述元素多时，⾼炉冶炼会出现⼀定的问题，要考虑冶炼的特殊性。
⑤矿⽯的还原性要好。
矿⽯在炉内被煤⽓还原的难易程度称为还原性。
褐铁矿⼤于⾚铁矿⼤于磁铁矿，⼈造富矿⼤于天然铁矿，疏松结构、微⽓孔多的矿⽯还原性好。
⑥冶⾦性能优良。
冷态、热态强度好，软化熔融温度⾼、区间窄。
钢铁冶金小知识
钢铁冶金小知识1、钢中主要化学元素对钢性能的影响是什么碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点、抗拉强度和硬度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量超过0.23％超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢含碳量一般不超过0.20％。
碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
硅(Si)：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15—0.30％的硅。
硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用作弹赞钢。
硅量增加，会降低钢的焊接性能。
锰(Mn)。
在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30—0.50％。
锰能提高钢的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，降低钢的焊接性能。
磷（P）：一般情况下磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。
因此通常要求钢中磷含量小于0.045％，优质钢要求更低些。
硫(S)：硫在通常情况下也是有害元素。
使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。
硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。
所以通常要求硫含量小于0.045％，优质钢要求更低些。
在钢中加入0.08-0.20％的硫，可以改善切削加工性，通带称易切削钢。
钒(V)：钢中加入钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。
铌(Nb)：铌能细化晶粒，还可改善焊接性能。
铜(Cu)：铜能提高强度和韧性，缺点是在热加工时容易产生热脆，废钢中往往含铜较高。
铝(Al)：铝是钢中常用的脱氧剂。
钢中加入少量的铝，可细化品粒，提高冲击韧性。
生铁和钢有什么不同？生铁和钢都是铁与碳的合金（另含有少量的Mn、Si、P、S等其它成分），通常以碳含量的多少来划分，一般含碳≤2％为钢，含碳＞2％为生铁。
生铁和钢在性能上有很大的不同。
生铁具有很高的强度和硬度，但韧性和延展性很差，焊接性能也较差，性脆。
钢不仅具有较高的强度和硬度，而且具有较好的韧性和延展性。
现代冶金学钢铁冶金卷
现代冶金学钢铁冶金卷
现代冶金学主要包括钢铁冶金学，是研究钢铁材料的生产及相关工艺的学科。
钢铁是一种重要的金属材料，广泛应用于建筑、机械制造、汽车制造等各个领域。
现代冶金学钢铁冶金卷通常包括以下内容：
1. 高炉冶炼：介绍高炉的工作原理、炉料配比、炼铁反应等基本知识。
2. 炼钢工艺：主要包括转炉法、电炉法、平炉法等炼钢工艺，介绍各种工艺的优缺点和适用范围。
3. 钢铁材料的性能和组织：介绍钢铁材料的力学性能、物理性能、化学性能，以及不同组织结构的形成和对材料性能的影响。
4. 钢铁的热处理：包括淬火、回火、正火等各种热处理方法，介绍热处理对材料性能的改变。
5. 钢铁冶金材料的表面处理和涂层：介绍对钢铁材料进行表面处理和涂层的方法和工艺，以提高材料的耐腐蚀性和外观质量。
6. 钢铁冶金中的环境保护：介绍钢铁冶金中的环境问题和相关的环保技术，以减少对环境的污染。
7. 钢铁冶金工程实践：介绍钢铁冶金工程设计和实际生产中的问题和解决方法。
总之，现代冶金学钢铁冶金卷是对钢铁冶金学基本理论、工艺和实践经验进行总结和系统化的教材或参考书籍。
钢铁冶金学(炼钢学)
炼 钢 方 法（6）
• 瑞典人罗伯特·杜勒首先进行了氧气顶吹 转炉炼钢的试验，并获得了成功。1952 年奥地利的林茨城(Linz)和多纳维兹城 (Donawitz)先后建成了30吨的氧气顶吹 转炉车间并投入生产，所以此法也称为 LD法。美国称为BOF法（Basic Oxygen Furnace）或BOP法。
钢铁冶金学(炼钢学)
钢 O铁B冶M金学/ Q(炼-钢B学O) P
炼 钢 方 法（8）
• 在顶吹氧气转炉炼钢发展的同时，19781979年成功开发了转炉顶底复合吹炼工 艺，即从转炉上方供给氧气（顶吹氧）， 从转炉底部供给惰性气体或氧气，它不仅 提高钢的质量，降低了消耗和吨钢成本， 更适合供给连铸优质钢水。
钢铁冶金学(炼钢学)
钢铁冶金学(炼钢学)
钢铁冶金学(炼钢学)
LD/ BOF/ BOP
炼 钢 方 法（7）
• 1965年加拿大液化气公司研制成双层管氧 气喷嘴，1967年西德马克西米利安钢铁公 司引进此技术并成功开发了底吹氧转炉炼钢 法，即OBM法(Oxygen Bottom Maxhuette) 。1971年美国钢铁公司引进 OBM法，1972年建设了3座200吨底吹转 炉，命名为Q-BO钢铁P冶金(学Q(炼钢u学i)et BOP)。
钢L铁D冶金- 学Q(炼- 钢B学O) P
炼 钢 方 法（9）
•我国首先在 1972-1973 年 在沈阳第一炼钢 厂成功开发了全 氧侧吹转炉炼钢 工艺。并在唐钢 等企业推广应用。
钢铁冶金学(炼钢学)
总之，炼钢技术经过200多 年的发展，技术水平、自动化程 度得到了很大的提高，21世纪炼 钢技术会面临更大的挑战，相信 会有不断的新技术涌现。
1.1 炼钢的发展历程
钢铁冶金学(炼钢部分)
耐火材料融损及 卷入
炼钢任务：
9)凝固成型
12
炼钢的基本任务：
1、脱碳； 2、脱磷； 3、脱硫； 4、脱氧； 5、脱氮、氢等； 6、去除非金属夹杂物； 7、合金化； 8、升温； 9、凝固成型 。
13
主要炼钢工艺： 铁水预处理； 转炉或电弧炉炼钢； 炉外精炼（二次精炼）； 连铸。
14
3
伴随脱碳反应， 钢的熔点提高。
炼钢任务： 4)升温
1200℃ 1700℃
4
伴随脱碳反应，钢液[O]含量增加。
C(石墨)+1/2O2=CO C(石墨)=[C] 1/2O2=[O]
[C]+[O]=CO
G＝－116204－83.617040－2.88T[2]
G＝－20482－38.94T
[1]Reed Thomas, Free Energy of Formation of Binary Compounds, MIT Press, 1971 [2]J.F. Elliott, Thermochemistry for Steelmaking, Vol.2, Addison-Wesley 1963
30
熔池在氧流作用下形成的强烈运动和高度弥散的气 体－熔渣－金属乳化相，是吹氧炼钢的特点。
1－氧枪 2－乳化相 3－CO气泡 4－金属熔池 5－火点 6－金属液滴 7－作用区释放出的 CO气泡 8－溅出的金属液滴 9－烟尘
31
2、铁的氧化和还原
向熔池吹氧时
第一步，气体氧分子分解并吸附在铁的表面：
5
0.6
炼钢任务：
¬ wt% [O]£
1650¡ æ 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
钢铁冶金学炼铁部分第三版
钢铁冶金学炼铁部分第三版摘要：一、钢铁冶金概述二、炼铁原理与工艺1.高炉炼铁2.直接还原炼铁3.熔融还原炼铁三、炼铁原料与配料四、高炉操作与管理1.炉料准备2.炉内过程控制3.炉况判断与调整4.休风与焖炉五、炼铁环境保护与节能六、炼铁新技术与发展趋势正文：一、钢铁冶金概述钢铁冶金是指通过熔融、氧化还原、凝固等过程，将铁矿石等原料转化为钢铁的过程。
钢铁冶金主要包括炼铁、炼钢和轧制等环节。
其中，炼铁是钢铁冶金的基础，其目的是将铁矿石中的铁氧化物还原成金属铁。
二、炼铁原理与工艺1.高炉炼铁高炉炼铁是将铁矿石、焦炭、熔剂等原料经过高温加热，使铁矿石中的铁氧化物被焦炭还原成金属铁的过程。
高炉炼铁具有生产能力大、成本低、金属回收率高等优点。
2.直接还原炼铁直接还原炼铁是将铁矿石等原料在高温下直接还原成金属铁的过程。
与高炉炼铁相比，直接还原炼铁具有能耗低、投资省、占地面积小等优点。
3.熔融还原炼铁熔融还原炼铁是将铁矿石等原料在高温下熔融，然后通过还原剂将铁氧化物还原成金属铁的过程。
熔融还原炼铁具有生产效率高、产品质量好等优点。
三、炼铁原料与配料炼铁原料主要包括铁矿石、焦炭、熔剂等。
铁矿石是炼铁的主要原料，其质量直接影响到炼铁过程和产品质量。
焦炭作为还原剂，在炼铁过程中起到关键作用。
熔剂主要用于调节炉内气氛和矿石的熔化。
四、高炉操作与管理1.炉料准备炉料准备包括铁矿石、焦炭、熔剂等原料的采购、储存、破碎、筛分等环节。
合理的炉料准备有利于保证高炉炼铁的稳定运行。
2.炉内过程控制炉内过程控制是高炉炼铁的关键，主要包括煤气流量、温度、压力等参数的调节。
通过炉内过程控制，可以使高炉达到最佳状态，提高金属回收率。
3.炉况判断与调整炉况判断与调整是根据高炉运行参数，判断高炉内发生的问题，并采取相应措施进行调整。
合理的炉况判断与调整有助于提高高炉炼铁的生产效率。
4.休风与焖炉休风是指高炉在短时间内停止煤气供应，以清理炉内积料和调整炉内气氛。
钢铁冶金学资料
钢铁冶金学资料钢铁冶金学是指关于钢（铁合金）的制造、处理和使用的学科，是一门研究钢铁的物理、化学、金相和机械性能等方面的学问。
钢是一种重要的建筑材料和工程材料，也是制造机械、轨道交通、汽车等行业的关键材料。
因此，钢铁冶金学在工业中具有重要的地位和使用价值。
首先，钢铁冶金学资料主要包括以下几个方面：一、钢铁冶金学基础理论这部分资料涵盖了钢铁制造过程中物理化学反应的基本原理，如钢铁的物理性能、化学性质、结构和组织等。
例如，介绍了钢铁的结晶过程、固态变形机理、相变、热力学平衡等基本理论，以及影响这些因素的因素，例如压力、温度、材料特性等。
二、钢铁冶金学加工工艺这部分内容主要是关于钢铁在制造过程中的各种加工工艺。
例如，锻造、轧制、挤压、拉伸和塑性成形等。
同时，这一部分还介绍了钢铁的表面处理工艺，包括钝化、电镀、喷漆等。
三、钢铁冶金学质量检测技术这方面的资料主要介绍了钢铁制品的质量检测方法，包括机械性能测试、化学成分分析、组织分析、非破坏检测以及热处理的影响等。
四、钢铁冶金学安全措施和环保技术这部分资料介绍了钢铁制造过程中的安全措施和环保技术，包括精细化管理、提高资源利用效率、减少能源消耗、排放减排等。
以上四个方面是钢铁冶金学资料的主要内容，这些内容是工程师、技术人员、学者等钢铁行业相关人士必须掌握的知识。
在实际应用中，钢铁冶金学资料的价值非常大。
首先，钢铁冶金学资料可以提供给钢铁厂商相关的知识和工具，帮助厂商更好地进行钢铁制造和加工。
例如，一些质量检测方法和工艺可以帮助钢铁厂商提高生产效率和加工质量。
此外，钢铁冶金学资料还可以为研究人员提供基础研究工具，使他们可以更好地理解钢铁的物理、化学、结构和组织特性。
总之，钢铁冶金学资料对于钢铁行业的发展具有非常重要的意义。
在未来的发展中，钢铁冶金学资料的完善和进一步的发展将对于促进钢铁技术的升级和进步，以及推动钢铁行业的繁荣发展起到重要的作用。
钢铁冶金学知识点总结
钢铁冶金学知识点总结一、钢铁冶金学概述钢铁是一种重要的金属材料，广泛用于建筑、机械、汽车、电子、航空航天等行业，对于国民经济的发展起着至关重要的作用。
钢铁冶金学是研究如何通过冶炼和加工原料来生产各种类型钢铁的学科。
本文将系统地介绍钢铁冶金学的相关知识，涉及原料、冶炼工艺、合金设计、热处理等内容。
二、原料1. 铁矿石铁矿石是钢铁冶金的原料，常见的有褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿等，其中以赤铁矿和磁铁矿为主要产状。
从原料稀缺角度来看，赤铁矿资源相对较丰富，但使用赤铁矿需要高温还原，而且其资源储量日益减少。
而磁铁矿则容易熔化，且熔点低，深受炼铁企业的喜爱。
2. 焦炭和燃料焦炭是冶金煤炭经高温干馏后得到的一种多孔性炭质燃料，是高炉炼铁的原料之一。
燃料也是冶金中常用的燃烧材料，其中包括煤、焦炭、天然气等。
3. 废金属资源钢铁冶金中还需要利用废钢、废铁等废弃金属资源进行熔炼，以提高资源利用率，降低能源消耗。
三、冶炼工艺1. 高炉冶炼高炉是一种用于生产铁水、生铁或合金铁的设备。
高炉内的冶炼过程较为复杂，主要包括炉料下料→还原→熔融→炉渣→收得铁水等步骤。
2. 炼钢炉冶炼炼钢炉冶炼采用的设备主要有转炉炼钢炉、电弧炉、氧气顶吹炼钢炉和底吹熔融锅炉等，是将生铁或铸铁通过熔化、脱碳、脱磷、分别半湿废气、装料等工艺，生产出合格钢的过程。
4. 电炉冶炼电炉冶炼是利用电能将废钢、废铁、生铁等熔化成合格的熔铁或合金。
其主要特点是能耗低、操作简便、保护环境等。
四、合金设计1. 合金元素合金元素是各种金属或非金属元素的混合物。
在钢材中，合金元素可以显著改变钢的组织和性能。
主要的合金元素有碳(C)、锰(Mn)、钒(V)、铬(Cr)、钼(Mo)、镍(Ni)、铜(Cu)、钛(Ti)等。
2. 合金设计合金设计即根据钢材的使用要求和生产条件，选取合适的合金元素和比例，调整钢的成分和组织结构，以获得理想的性能和工艺性。
3. 合金设计的原则合金设计应根据具体用途确定设计要求。
钢铁冶金学(炼钢学)
脱氧和脱硫反应 的平衡：在炼钢 过程中，需要控 制脱氧和脱硫反 应的平衡，以保 证钢的质量和性 能。
脱氧和脱硫反应 的影响因素：温 度、时间、钢的 成分等会影响脱 氧和脱硫反应的 效果。
转炉：用于炼钢的主要设备，具有容量大、生产率高、操作方便等特点。 电炉：用于炼钢的辅助设备，具有节能环保、操作简单等特点。 炉外精炼设备：用于提高钢的质量和性能，具有高效、节能、环保等特点。 连铸设备：用于将钢水连续铸造成钢坯，具有高效、节能、环保等特点。 轧钢设备：用于将钢坯轧制成各种钢材，具有高效、节能、环保等特点。
按化学成分分类：碳钢、合金钢、不锈钢等 按生产工艺分类：转炉钢、电炉钢、平炉钢等 按用途分类：建筑用钢、机械用钢、汽车用钢等 性能要求：强度、硬度、韧性、塑性、焊接性能等 标准：国家标准、行业标准、企业标准等
碳钢：含碳量在0.25%-2.11%之间，硬度高，耐磨性好，适用于制造机械零件、工具等。
XX,
汇报人：XX
钢铁冶金学：研究钢铁生产工艺、 原理和设备的科学
定义：包括炼铁、炼钢、轧钢等过 程
重要性：钢铁是现代工业的基础材 料，广泛应用于建筑、机械、汽车、 船舶等领域
发展历程：从早期的土法炼铁到现 代的高炉炼铁、转炉炼钢等技术， 不断提高钢铁质量和生产效率
古代冶金：青铜器、铁器等金属制品的出现 近代冶金：18世纪末，高炉炼铁、转炉炼钢等技术的出现 现代冶金：20世纪初，电炉炼钢、氧气顶吹转炉炼钢等技术的发展 现代冶金：21世纪初，绿色冶金、智能制造等技术的兴起和发展
操作技术：包括设备启 动、运行、停机等步骤， 以及操作注意事项和常 见故障处理方法
维护技术：包括设备日 常维护、定期检查、维 修和更换部件等，以及 维护注意事项和常见故 障处理方法
《钢铁冶金》课件
钢铁冶金技术发展
钢铁冶金技术的历史
钢铁冶金技术始于古代，经历了手工冶炼、高炉冶炼、平炉冶炼等阶段，逐渐发展成为现代 化的自动化制造过程。
钢铁冶金技术的现状和趋势
现代钢铁冶金技术包括冶炼工艺优化、节能减排、自动化控制等方面，未来的发展趋势是提 高生产效率和环境友好性。
钢铁冶金的应用
钢铁冶金的应用领域
炼铁
1
炼铁流程
炼铁的基本流程包括原料准备、炉料制备、高炉冶炼和铁水处理等环节。
2
炼铁原理
炼铁过程中，通过高温和还原剂的作用将铁矿石中的氧化铁还原为金属铁，并脱除杂质。
钢铁制备
炼钢流程
炼钢的主要流程包括炉料准备、炼钢炉冶炼、钢水 调质和连铸成形。
炼钢原理
炼钢过程中，通过控制温度、氧化还原反应和冷却 速度等因素，调整钢中的碳含量和杂质含量。
《钢铁冶金》PPBiblioteka 课件钢铁冶金是指通过冶炼和制备过程将铁矿石转化为钢铁的科学与技术领域。 本课件将深入介绍钢铁冶金的流程、原理、技术发展和应用。
钢铁冶金介绍
1 钢铁冶金概念
钢铁冶金是将铁矿石经过特定的冶炼和制备过程转化为钢铁材料的过程。
2 钢铁冶金的重要性
钢铁是现代社会的基础材料，广泛应用于建筑、交通、机械等各个领域，对经济发展至 关重要。
钢铁广泛应用于建筑、桥梁、汽车、机械等各个领 域，为现代社会的发展提供了强大的支撑。
钢铁冶金的未来发展方向
未来的钢铁冶金将注重绿色制造、高强度材料、节 能降耗等方面的技术创新。
结论
1 钢铁冶金对经济的重要性
钢铁冶金是现代工业化社会的基石，对国家经济发展有着不可替代的重要作用。
2 钢铁冶金的未来前景
随着科技的不断进步和需求的不断增长，钢铁冶金将继续发展，应用领域将进一步扩大。
钢铁冶金学(炼钢部分).
钢铁冶金学（炼钢部分）第一部分炼钢的基本任务1、钢和生铁的区别？答：C < 2.11%的Fe-C合金为钢；C > 1.2%的钢很少实用；还含Si、Mn等合金元素及杂质。
生铁硬而脆，冷热加工性能差，必须经再次冶炼才能得到良好的金属特性；钢的韧性、塑性均优于生铁，硬度小于生铁。
2、炼钢的基本任务？答：钢铁冶金的任务是由生产过程碳、氧位变化决定的。
炼钢的基本任务分为脱碳，脱磷，脱硫，脱氧，脱氮、氢等，去除非金属夹杂物，合金化，升温（1200°C→1700°C），凝固成型，废钢、炉渣返回利用，回收煤气、蒸汽等。
3、钢中合金元素的作用？答：C：控制钢材强度、硬度的重要元素，每1％[C]可增加抗拉强度约980MPa；Si：增大强度、硬度的元素，每1％[Si]可增加抗拉强度约98MPa；Mn：增加淬透性，提高韧性，降低S的危害等；Al：细化钢材组织，控制冷轧钢板退火织构；Nb：细化钢材组织，增加强度、韧性等；V：细化钢材组织，增加强度、韧性等；Cr：增加强度、硬度、耐腐蚀性能。
4、钢中非金属夹杂物来源？答：5、主要炼钢工艺流程？答：炒钢→坩埚熔炼等→平炉炼钢→电弧炉炼钢→氧气顶吹转炉炼钢→氧气底吹转炉和顶底复吹炼钢。
主要生产工艺为转炉炼钢工艺和电炉炼钢工艺。
与电炉相比，氧气顶吹转炉炼钢生产率高，对铁水成分适应性强，废钢使用量高，可生产低S、低P、低N的杂质钢，可生产几乎所有主要钢品种。
顶底复吹工艺过氧化程度低，熔池搅拌好，金属-渣反应快，控制灵活，成渣快。
现代炼钢流程：炼铁，炼钢（铁水预处理、炼钢、炉外精炼），连铸，轧钢，主要产品。
第二部分炼钢的基本反应1、铁的氧化和熔池的基本传氧方式？答：火点区：氧流穿入熔池某一深度并构成火焰状作用区(火点区)。
吹氧炼钢的特点：熔池在氧流作用下形成的强烈运动和高度弥散的气体－熔渣－金属乳化相，是吹氧炼钢的特点。
乳化可以极大地增加渣－铁间接触面积，因而可以加快渣－铁间反应。
钢铁冶金学(炼钢学)
02 炼钢原料及预处理
炼钢原料种类及性质
A
铁矿石
主要含铁矿物，分为磁铁矿、赤铁矿等，是炼 钢的主要原料之一。
废钢
来自报废的汽车、建筑、机器等，是炼钢 的重要原料之一，具有可回收性和环保性。
B
C
熔剂
如石灰石、白云石等，用于造渣和脱硫，保 证钢的质量。
合金元素
如铬、镍、钨等，用于提高钢的力学性能和 耐腐蚀性。
特点
钢铁冶金学是一门综合性很强的 技术科学，它涉及地质、采矿、 选矿、冶炼、金属加工和金属材 料性能等多方面的知识。
炼钢学发展历史及现状
发展历史
炼钢学的发展经历了漫长的岁月，从 古代的铁匠铺到现代的钢铁联合企业 ，炼钢技术不断得到改进和完善。
现状
目前，炼钢学已经成为一门高度自动 化的技术科学，采用了许多先进的工 艺和设备，如高炉炼铁、转炉炼钢、 电炉炼钢等。
钢铁冶金学(炼钢学)
目录
• 绪论 • 炼钢原料及预处理 • 炼钢工艺过程及设备 • 炉外精炼技术与应用 • 连铸技术与发展趋势 • 节能环保与资源综合利用 • 课程总结与展望
01
绪论
钢铁冶金学定义与特点
定义
钢铁冶金学是研究从矿石中提取 金属，并用各种加工方法制成具 有一定性能的金属材料的学科。
01
02
03
04
高炉
用于将铁矿石还原成生铁的主 要设备，具有高温、高压、高
还原性的特点。
转炉
用于将生铁和废钢转化为钢水 的重要设备，通过吹氧和加入 造渣剂去除杂质和调整成分。
电炉
利用电能加热原料进行熔炼的 设备，具有灵活性高、环保性
好的优点。
连铸机
将钢水连续浇铸成坯或板的设 备，提高了生产效率和产品质
钢铁冶金学(炼铁部分)
钢铁冶金学（炼铁部分）第一部分基本概念及定义1.高炉法：传统的以焦炭为能源，与转炉炼钢相配合，组成高炉―转炉―轧机流程，被称为长流程，是目前的主要流程。
2.非高炉法：泛指高炉以外，不以焦炭为能源，通常分成轻易还原成和熔融还原成，通常与电炉协调，共同组成轻易还原成或熔融还原成―电炉―轧机流程，被称作长流程，就是目前的辅助流程。
3.钢铁联合企业：将铁矿石在高炉内冶炼成生铁，用铁水炼成钢，再将钢水铸成钢锭或连铸坯，经轧制等塑形变形方法加工成各种用途的钢材。
4.高炉有效率容积：由高炉出来铁口中心线所在平面至大料钟上升边线下沿水平面之间的容积。
5.铁矿石：凡是在一定的技术条件下，能经济提取金属铁的岩石。
6.富矿：一般含铁品位超过理论含铁量70%的矿，对于褐铁矿、菱铁矿及碱性脉石矿含铁量可适当放宽。
7.还原性能够：矿石中铁融合的氧被还原剂夺回的深浅程度。
主要依赖于矿石的球状程度、空隙及气孔原产状态。
通常还原性不好，碳素燃料消耗量高。
8.熔剂：由于高炉造渣的需要，入炉料中常需配加一定数量的助熔剂，该物质就称为熔剂。
9.耐火度：抗炎高温熔融性能的指标，用耐热锥变形的温度则表示，它表观耐火材料的热性质，主要依赖于化学共同组成、杂质数量和集中程度。
实际采用温度必须比耐火度高。
10.荷重软化点：在施加一定压力并以一定升温速度加热时，当耐火材料塌毁时的温度。
它表征耐火材料的机械特性，耐火材料的实际使用温度不得超过荷重软化点。
11.耐急冷急热性（抗热震性）：就是所指在温度急剧变化条件下，不脱落、不碎裂的性能。
12.抗蠕变性能：荷重工作温度下，形变率。
13.抗渣性：在使用过程中抵御渣化的能力。
14.高炉有效率容积利用系数（吨/米日）=合格生铁约合产量/（有效率容积×规定工作日）。
15.入炉焦比：干焦耗用量/合格生铁产量（kg/t），一般250~550kg/t。
16.冶炼强度：干焦耗用量/（有效容积×实际工作日），t/m3h。
钢铁冶金导论--冶金的分类
钢铁冶金导论–冶金的分类冶金的定义和作用冶金是一门研究和利用金属材料的科学，是金属工业的基础和核心。
冶金领域涉及金属的提取、精炼、加工和制造等过程，其作用是将金属矿石转化为可应用的金属材料，满足人类社会对金属材料的需求。
冶金的分类1. 原料冶金原料冶金是指将矿石作为原料，经过提取、精炼等过程，将金属元素从矿石中分离出来的冶金学科。
原料冶金是冶金学的基础，也是其他冶金学科的前提。
1.1 矿石的分类矿石是指含有金属元素的矿石矿物，根据其组成和成分的不同，可以分为金属矿石、非金属矿石和贵金属矿石等。
1.1.1 金属矿石金属矿石是指含有大量金属元素的矿石，如铁矿石、铜矿石、铝矿石等。
金属矿石是原料冶金的主要对象，通过提炼和精炼，将其中的金属元素分离出来，得到可用于制造金属材料的金属。
1.1.2 非金属矿石非金属矿石是指不含有金属元素或含有很少金属元素的矿石，如硫矿石、石灰石、石墨等。
非金属矿石主要用于非金属工业，如建材、化工等领域。
1.1.3 贵金属矿石贵金属矿石是指含有贵金属元素的矿石，如金、银、铂等。
贵金属矿石具有很高的价值，主要用于珠宝、电子等领域。
1.2 原料冶金的工艺过程原料冶金包括矿石的选矿、矿石的破碎、矿石的浸出、金属元素的精炼等工艺过程。
这些过程涉及到化学、物理等知识，通过这些过程将矿石中的金属元素提取出来。
2. 冶金材料学冶金材料学是研究金属材料的科学，涉及金属材料的性能、组织结构和工艺等方面。
冶金材料学主要包括金属的相变规律、组织结构的变化、力学性能的改善等。
2.1 金属材料的分类金属材料可以根据其成分和性质的不同，进行不同的分类。
常见的金属材料分类包括钢铁、有色金属、合金等。
钢铁是指以铁为主要成分，添加一定数量的碳和其他合金元素而成的金属材料。
钢铁具有高强度、良好的可塑性和可焊性等特点，广泛应用于建筑、机械制造等领域。
2.1.2 有色金属有色金属是指除铁、钢以外的金属材料，如铜、铝、锌、镍等。
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冶金学:是一门研究如何经济地从矿石或其它原料中提取金属或金属化合物，并用一定加工方法制成具有一定性能的金属材料的科学。
由于矿石性能不同，提取金属的原理、工艺过程和设备不同，从而形成专门的冶金学科。
提取冶金的分类:按所冶炼金属类型分：有色冶金钢铁冶金按冶金工艺过程不同分：火法冶金湿法冶金电冶金火法冶金主要过程：干燥：去水，温度为400~600℃。
焙烧：以驱除其中的挥发性组分，改变原料组成为目的、在低于矿石熔点温度下、在特定气氛中进行的冶金过程。
煅烧：在空气中以去CO2 、水、NOx为目的的冶金过程。
烧结与球团：以获得特定矿物组成、结构及性能的造块。
熔炼：还原氧化物，提取粗金属。
精炼：氧化杂质，获得纯金属。
铸造：液态金属凝固成固态。
生铁:是含碳量大于2.0％的铁碳合金，工业生铁含碳量一般在2.5%-4%，并含C、Si、Mn、S、P等元素,是用铁矿石经高炉冶炼的产品生铁性能：生铁坚硬、耐磨、铸造性好，但生铁脆，不能锻压钢：指含碳量0.2-2％的铁碳合金。
根据成分不同，又可分为碳素钢和合金钢，根据性能和用途不同，又可分为结构钢、工具钢和特殊性能钢高强高韧是钢的重要特征炒钢:向熔化的生铁鼓风，同时进行搅拌促使生铁中的碳氧化。
再经过渗碳锻打成钢。
也可有控制地把生铁含碳量炒到需要的程度，再锻制成钢制品。
平炉时代优势：可以炼废钢，原料适用广，质量提高缺陷：生产率低，环境污染大氧气转炉时代产量高，质量好，无需外热源，投资低，建设快钢铁生产的典型工艺（长流程）块状区：主要特征：焦与炭呈交替分布状，皆为固体状态。
主要反应:矿石间接还原，碳酸盐分解。
软熔区：主要特征：矿石呈软熔状，对煤气阻力大。
主要反应：矿石的直接还原、渗碳和焦炭的气化反应。
滴落区：主要特征：焦炭下降，其间夹杂渣铁液滴。
主要反应：非铁元素还原、脱硫、渗碳、焦炭的气化反应。
焦炭回旋区：主要特征：焦炭作回旋运动。
主要反应：鼓风中的氧和蒸汽与焦炭及喷入的辅助燃料发生燃烧反应。
炉缸区：主要特征：渣铁相对静止，并暂存于此。
主要反应：最终的渣铁反应。
钢铁生产的两个典型流程：高炉炼铁：烧结/球团—高炉—转炉—连铸机—轧机（长流程）非高炉炼铁：直接还原或熔融还原—电炉—连铸机—轧机（短流程）钢铁工业的特点：1、生产规模大，物流吞吐大，每吨钢涉及的物流将是5-6吨。
2、资源密集、能耗密集。
在钢铁联合企业内，每吨钢降消耗0.7-0.8吨左右的标准煤、1.5-1.65吨左右铁矿石、3-8吨左右水；3、制造流程工序多、结构复杂4、制造流程中伴随大量物质/能量排放，形成复杂的环境界面钢铁成品及副产品产品：生铁、钢、铁合金副产品：炉渣、煤气钢与生铁的区别炉渣：是炉料在冶炼过程中不能进到生铁和钢中的氧化物、硫化物等形成的熔融体中国钢铁工业发展目标：在“加强自主创新，建设创新型国家”目标下，通过结构调整和产业升级，努力使我国从钢铁大国转变为钢铁强国。
高炉炼铁：在高炉中采用还原剂将铁矿石经济而高效的还原得到温度和成分符合要求的液态生铁的过程矿物：地壳中具有均一内部结构、化学组成及物理、化学性质的天然化合物或自然元素称为矿物。
其中能够为人类利用的称为有用矿物矿石：在现代的技术经济条件下，能以工业规模从中提取金属、金属化合物或其它产品的矿物称为矿石矿石的品位：矿石中有用成分的质量百分含量，称为该矿石的品位脉石：矿石中没有用的成分称为脉石，一般在冶炼过程中需要去除富矿：含铁品位>50%的铁矿石赤铁矿(Fe2O3)：理论含铁量70%磁铁矿(Fe3O4) ：理论含铁量72.4%菱铁矿(FeCO3) ：理论含铁量48 . 3%褐铁矿(nFe2O3.mH2O)：理论含铁量55 . 2~66.1%贫矿：实际含铁量低于理论含铁量70%的铁矿石称贫矿（必须经过选矿后使用被焊工件的材质通过加热或加压或二者并用，用或不用添充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程称为焊接。
热源种类：1、电弧热（利用气体介质放电过程所产生的热能作为焊接热源。
）；2、化学热（利用可燃和助燃气体或铝、镁热剂进行化学反应时所产生的热能作为热源。
）；3、电阻热（利用电流通过导体时产生的电阻热作为热源。
）；4、高频感应热（对于有磁性的金属材料可利用高频感应所产生的二次电流作为热源，在局部集中加热，实现高速焊接。
）；5、摩擦热（由机械摩擦而产生的热能作为热源。
）；6、等离子焰（电弧放电或高频放电产生高度电离的离子流，它本身携带大量的热能和动能，利用这种能量进行焊接。
）；7、电子束（利用高压高速运动的电子在真空中猛烈轰击金属局部表面，使这种动能转化为热能作为热源。
）；8、激光束（通过受激辐射而使放射增强的光即激光，经过聚焦产生能量高度集中的激光束作为热源。
）。
焊接时焊件上各点的温度每一瞬时都在变化。
焊件上（包括内部）某瞬时的温度分布称为温度场。
焊接化学冶金过程：熔化焊时，焊接区内各种物质之间在高温下相互作用的过程。
熔熵过渡形式：短路过渡、颗粒过渡、附壁过渡、射流过渡、旋转射流过渡。
碱性焊条：短路过渡和大颗粒过渡；酸性焊条：细颗粒过渡和附壁过渡。
熔池为半椭球，几何尺寸为L=P2IU 其中，P2是比例系数，取决于焊接方法和规范。
I是焊接电流，U是焊接电压，上式适用于点状热源。
B，H分别是熔池宽度和熔池深度。
I↑，H↑，B↓；U↑，H↓，B↑。
熔池平均表面积Fg,一般为1—4Cm2,熔池的比表面积S= Fg/ρGp熔池质量（手工焊时熔池的重量通常在0.6~16g之间，多数少于5g。
埋弧焊焊接低碳钢时，即使焊接电流很大，熔池的质量也不超过100g）和存在时间：tmax=L/v、tcp=Gp/ρvAw AW 焊缝的横截面积。
温度：熔池中部温度最高，头部次之，其次是尾部。
熔渣在焊接过程中的作用：1、机械保护作用；2、改善焊接工艺性能的作用；3、冶金处理的作用。
分类：1、盐型熔渣；2、盐——氧化物型熔渣；3、氧化物型熔渣。
碱度，1分子理论认为分为三类：（1）酸性氧化物（2）碱性氧化物（3）中性氧化物；2离子理论把液态熔渣中自由养离子的浓度定义为碱度。
粘度，对熔渣的保护效果、焊接工艺性能和化学冶金都有显著的影响，取决于熔渣的成分和温度（升高温度粘度下降），实质上决于熔渣的结构。
表面张力：实际上是气相与熔渣之间的界面张力。
熔点：常把固态熔渣开始熔化的温度称为熔渣的熔点，焊条药皮的熔点是指药皮开始熔化的温度，又称造渣温度。
活性熔渣对焊缝金属的氧化可分为两种基本形式：扩散氧化和置换氧化。
焊缝金属脱氧的目的：在于尽量减少焊缝中的含氧量，一方面要防止被焊金属的氧化，减少在液态金属中溶解的氧，另一方面要排除脱氧后的产物，因为他们是焊接中非金属夹杂物的主要来源，而这些夹杂物会使焊缝含氧量增加。
原则：1、脱氧剂在焊接温度下对氧的亲和力应比被焊金属对氧的大；2、脱氧的产物应不溶于液态金属，其密度也应小于液态金属的密度；3、必须考虑脱氧剂对焊接成分、性能以及焊接工艺性能的影响。
先期脱氧：在药皮加热阶段，固定药皮中进行的脱氧反应加先期脱氧，其特点是脱氧过程和脱氧产物与熔滴不发成直接关系。
沉淀脱氧：在熔滴和熔池内进行的。
扩散脱氧：扩散脱氧是在液态金属与熔渣界面上进行的。
所谓合金过渡就是把所需要的合金元素通过焊接材料过渡到焊缝金属中去的过程。
目的：首先是补偿焊接过程中由于蒸发、氧化等原因造成的合金元素的损失，其次是消除焊接缺陷，改善焊缝金属的组织和性能，第三是获得具有特殊性能的堆焊金属。
方式：1、应用合金焊丝或带极；2、应用药芯焊丝或药芯焊条；3、应用合金药皮或粘结剂；4、应用合金粉末。
合金过渡系数：为了说明在焊接过程中合金元素利用率的高度。
影响因素：1、合金元素的物化性质；2、合金元素的含量；3、合金剂的粒度；4、药皮（或焊剂）的成分；5、药皮重量系数。
焊芯—焊丝作用：导电、填充金属。
药皮作用：1、机械保护作用2、冶金处理作用3、工艺性能良好。
组成：稳弧剂、造渣剂、造气剂、脱氧剂、合金剂、粘结剂、增塑性焊条工艺性能：焊接电弧的弧定性(稳弧性)、焊缝成形、在各种位置焊接的适应性、飞溅、脱渣、焊条的熔化速度、药皮发红程度及焊条发尘量等。
稳弧性：电弧保持稳定燃烧的程序。
影响因素有焊条药皮成份、电源的特性、焊接规范等.药皮成份的影响是若药皮中含低电离势元素,U↓稳弧性↑，在焊条药皮中凡是能降低电弧电压的物质，均有稳弧作用,而电弧电压的高低又与物质的电离势有关,电离势低的元素,化合物就能起到稳弧作用。
药芯焊丝：是由薄钢带卷成圆形钢管或异形钢管的同时，填满一定成分的药粉后经拉制而成的一种焊丝。
熔池的结晶特点：熔池体积小，冷却速度大；熔池中的液态金属处于过热状态；熔池是在运动状态下结晶的。
其生成可分为：非自发晶核、自发晶核。
结晶长大：原子由液相不断地向固相转移，晶核的成长是通过二维成核方式长大，但并不是齐步前进，长大趋势不同，有的一直向焊缝中部发展；有的只长大很短距离就被抑制停止长大。
焊缝中的化学不均匀性：在熔池进行结晶的过程中，由于冷却速度很快，已凝固的焊缝金属中化学成分来不及扩散，合金元素的分布是不均匀的，出现所谓的偏析现象。
1、显微偏析：→枝晶偏析，指晶粒边界或一个晶粒内部亚晶界或树枝状晶的晶枝之间的偏析。
产生原因：选择性结晶，焊接时，冷却速度大，液固界面溶质来不及扩散，结晶有先后之分，纯金属先结晶，杂质后结晶。
胞状晶，晶粒内部浓度低，晶界处溶质浓度高。
树枝晶，主干处溶质浓度低，树枝区域浓度较高，晶界处浓度最高。
2、宏观偏析（区域偏析）：指焊缝边缘到焊缝中心，宏观上的成分不均匀性，焊缝金属以柱状晶长大，把杂质推向熔池中心，中心杂质浓度逐渐升高，使最后凝固的部位发生较严重的偏析，当焊速较大时，成长中的柱状晶最后都会在焊缝中心相遇，使溶质和杂质聚集在那里，容易产生焊缝纵向裂纹。
3、层状偏析：由于化学成分分布不均匀引起分层现象。
焊缝横断面经浸蚀之后，可以看到颜色深浅不同的分层结构形态称为结晶层。
特征：晶粒主轴与层状线垂直；越先靠近熔合线处越清析，远离熔合线不清晰，线距越宽；层状线不是连续的，是间断的链状偏析带。
产生原因：焊缝金属的凝固并不是连续均匀的过程，而是一个断续的过程，一种观点：层状偏析是由于晶体成长速度R发生周期变化引起R↑，结晶前沿的溶质浓度增大，晶粒含有一层溶质较多的带状偏析层。
R↓结晶前沿的溶质浓度减少。
焊缝夹杂：1、氧化物SiO2、MnO2、TiO2、Al2O3---热裂，层状撕裂；2、氮化物Fe4N 脆硬相，硬度↑韧性↓；3、硫化物FeS MnS。
防止，最重要的是正确的选择焊条、焊剂，使之更好的脱氧、脱硫等，其次是注意工艺操作：1、选用合适的焊接工艺参数，以利于熔渣的浮出；2、多层焊时，应注意清除前层焊缝的熔渣；3、焊条要适当的摆动，以便熔渣的浮出；4、操作时要注意保护溶池，防止空气侵入。