冶金原理超全面总结
钢铁冶金原理
1、表面张力:垂直作用在液面上任一直线的两侧,沿液体的切面向着两侧的拉力,N/m2、穿透度:它为反应过程中,矿球半径改变的分数,用f 表示,0(1)r r f =-。
它和R 的关系为1/31(1)f R =--。
3、沉淀脱氧:向钢液中加入能与氧形成稳定化合物的元素,形成的氧化物能借自身的浮力或钢液的对流运动而排出。
4、萃取精炼:在一定温度下,在熔盐粗金属中加入附加物,附加物与金属相内杂质生成不溶解于熔盐的化合物而析出,从而达到精炼的目的。
5、二元碱度:渣中的碱性氧化物CaO 含量与酸性氧化物SiO 2含量之比为炉渣的二元碱度。
6、反应度:或称转化率,矿球已反映了的百分数,用R 表示,30(/)1r r R =-。
7、分解压:分解反应的平衡常数等于分解出的气体B 的平衡分压,规定用()B AB P 表示,称为此化合物的分解压。
8、负吸附:溶解组分质点和溶剂质点之间的作用力大于溶剂质点之间的作用力。
溶解组分在表面不出现过剩浓度,称为负吸附。
9、G-D 方程:11220BB n dG n dG ndG ++==∑ 或11220BB x dG x dG xdG ++==∑ 他表示恒温、恒压下,溶液中各组分的偏摩尔吉布斯自由能(或其他偏摩尔量)的改变不是彼此独立的,而是互相制约、互相补偿的。
10、0i γ的物理意义:1)表示溶液中组元i 在浓溶液中服从拉乌尔定律和在稀溶液中服从亨利定律两定律间的差别。
2)是组元i 在在服从亨利定律浓度段内以纯物质i 为标准态的活度系数。
3)是不同标准态的活度及活度系数相互转换的转换系数。
4)是计算元素标准溶解吉布斯能的计算参数。
11、光学碱度:在氧化物中加入显示剂,用光学的方法来测定氧化物施放“电子的能力”以表示出2O -的活度,确定其酸-碱性的光学碱度。
12、过剩碱:用碱的总量减去形成复合化合物的消耗的碱性氧化物,用来表示渣中碱性氧化物。
13、亨利定律:当溶液组分B 的浓度趋近于零(0B x →)的所谓稀溶液中,组分B 的蒸汽压与其浓度B x 成线性关系:()BH x B p K x '=,p '--组分B 在B x 的平衡蒸汽压,()H x K --比例常数。
钢铁冶金原理知识点
钢铁冶金原理1.冶金热力学研究对象:反应能否进行,即反应的可行性和方向性、反应达到平衡态的条件及该条件下反应物能达到的最大产出率。
2.平衡常数的含义:可逆化学反应达到平衡时,每个产物浓度系数次幂的连乘积与每个反应物浓度系数次幂的连乘积之比,这个比值叫做平衡常数。
3.稀溶液:一定温度和压力下,溶剂遵守拉乌尔定律,溶质遵守亨利定律的溶液。
4.正规溶液:混合焓不为0,但混合熵等于理想溶液混合熵的溶液。
5.活度系数:是指活度与浓度的比例系数。
6.试比较CO和H2还原氧化铁的特点?解CO和H2是高炉内氧化铁的间接还原剂。
它们均能使Fe2O3还原到Fe。
但它们的还原能力在不同温度下却有所不同。
在810℃,两者的还原能力相同,而在810℃以下,CO的还原能力比H2的还原能力强,但在810℃以上,则相反,氢有较强的还原能力,这反映在还原剂的分压上,随温度的升高,还原FeO所要求的CO分压增高,还原FeO 需要的H2分压则减小。
高炉下部高温区H2强烈参与还原,而使C消耗于形成CO(C 的气化反应)的量有所减少。
另,在高温区内,它们形成的产物H2O(g)及CO2均能与焦炭反应,分别形成H2及CO。
增加间接还原剂的产量。
这也就推动了碳直接还原的进行。
在还原的动力学上,由于H2在FeO上的吸附能力及扩散系数均比CO的大,所以H2还原氧化铁的速率,即使在810℃以下,也比CO的高(约5倍)。
提高还原气体中H2的浓度有利于氧化铁还原速率的增加。
7.氢和氮气对钢会产生哪些危害?答:氢在固态钢中的溶解度很小,在钢水凝固和冷却过程中,氢和CO、N2气体一起析出,形成皮下气泡中心缩孔,疏松,造成白点和发纹。
钢中含有氢气的气孔会沿加工方向被拉长形成裂纹,进而引起钢材的强度,塑性,冲击韧性的降低,发生氢脆现象。
氮含量高的钢材长时间放置,将会变脆。
原因是钢种氮化物析出速度很慢,逐渐改变钢的性能。
钢种含氮量高时,在250℃—450℃温度范围,表面发蓝,钢的强度升高,冲击韧性降低,称之为蓝脆。
河南省考研冶金工程复习资料冶金原理与冶金物理化学重点知识点解析
河南省考研冶金工程复习资料冶金原理与冶金物理化学重点知识点解析河南省考研冶金工程复习资料:冶金原理与冶金物理化学重点知识点解析一、概述在冶金工程考研中,冶金原理与冶金物理化学是非常重要的知识点。
本文将就这两方面的重点知识点进行解析,帮助考生更好地复习备考。
二、冶金原理的重点知识点解析1. 冶金原理的基本概念冶金原理是指冶金学的基本原理和规律,包括金属物理冶金、金属化学冶金和金属工艺学等内容。
在复习冶金原理时,考生需重点掌握金属的结构与性能、金属材料的相变等基本概念。
2. 金属的结构与性能金属的结构与性能是冶金工程考研中的重要内容,包括晶体结构、晶体缺陷、晶体的增韧机制等。
在复习期间,考生应牢固掌握不同金属的结构类型、晶体缺陷的种类以及晶体的塑性变形等知识点。
3. 金属材料的相变金属材料的相变是冶金工程中的核心知识之一,包括熔化、凝固、析出等相变过程。
在复习过程中,考生应深入了解金属材料的各种相变规律和相图,掌握相变过程的影响因素和调控方法。
4. 金属的加工与热处理金属的加工与热处理是冶金工程中不可或缺的部分,包括铸造、锻造、焊接等加工过程,以及退火、淬火、回火等热处理方法。
考生需要熟练掌握不同加工和热处理方法的原理、工艺及其对金属材料性能的影响。
三、冶金物理化学的重点知识点解析1. 金属与非金属元素的相互作用金属与非金属元素的相互作用是冶金物理化学中的重要内容,包括金属与氧化物、硫化物、氮化物等的反应。
在复习期间,考生应掌握金属与非金属元素的化学反应机制和热力学基础,理解金属材料的腐蚀、氧化等现象。
2. 金属的电化学行为金属的电化学行为是冶金物理化学中的关键知识之一,包括电化学平衡和腐蚀电池等内容。
考生需掌握电化学反应的基本原理和电化学平衡的计算方法,理解电化学腐蚀的本质和防腐蚀的措施。
3. 金属溶液金属溶液是冶金工程中的重要研究对象,包括金属的固溶、固相变、液溶剂和电解液等。
在复习期间,考生需了解金属溶液的物理化学性质,熟悉固相变和固溶体的形成机制,掌握金属溶液的制备方法和性质调控等知识。
钢铁冶金原理(炼铁部分)期末考试总结
名词解释脉石:铁矿石中除有含Fe的有用矿物外,还含有其它化合物,统称为脉石。
焦比:冶炼每吨生铁消耗干焦或综合焦炭的千克数。
熔剂:由于高炉造渣的需要,入炉料中常配有一定数量助熔剂,简称熔剂。
有效容积利用系数:在规定的工作时间内,每立方米有效容积平均每昼夜生产的合格铁水的吨数。
等于[t/(m3*d)]=合格生铁折合产量/有效容积×规定工作日休风率:高炉休风时间(不包括计划中的大中及小修)占规定工作时间的百分数。
冶炼强度:冶炼过程强化的程度,干焦耗用量/有效容积×实际工作日直接还原:铁矿石还原剂为固态炭,产物为CO的反应。
耦合反应:某个渣中的离子得到或失去电子成为铁液中不带电的中性原子与另一个铁中原子失去或得到电子而成为渣中离子的氧化还原反应成为耦合反应。
熔化温度:理论上就是相图上液相线温度,或炉渣在受热升温过程中固相完全消失的最低温度。
熔化性温度:炉渣可自由流动的最低温度粘度曲线与45切线的切点温度。
长渣和短渣:温度降到一定值后,粘度急剧上的称为短渣;随温度下降粘度上升缓慢称为长渣。
液泛现象:反应生成的气体穿过渣层,生成气泡,气泡稳定存在于渣层内,炉渣在焦块空隙之间产生类似沸腾现象的上下浮动。
热交换的空区或热储备区:炉身中下部区间内,煤气与炉料的温差很小,大约只有50℃左右,是热交换及其缓慢的区域,成为热交换的空区或热储备区。
水当量:表示单位时间内炉料和炉气流温度变化1℃是所吸收或放出的热量。
上部调节:利用装料制度的变化一调节炉况称为上部调节。
下部调节:调节风速,鼓风动能及喷吹量等送风制度方面参数一调节炉况称为下部调节。
简答题1、高炉冶炼的过程主要目的是什么?答:用铁矿石经济而高效率的得到温度和成分合乎要求的业态生铁。
2、高炉冶炼过程的特点是什么?答:在炉料与煤气逆流运动的过程中完成了多种错综复杂的交织在一起的化学反应和物理变化,且由于高炉是密封的容器,除去投入及产出外,操作人员无法直接观察到反应过程的状况,只能凭借仪器仪表间接观察。
北京市考研冶金工程复习资料冶金原理重点内容整理
北京市考研冶金工程复习资料冶金原理重点内容整理北京市考研冶金工程复习资料-冶金原理重点内容整理一、冶金原理概述冶金原理是冶金学的基础,它研究冶金过程中的基本原理、规律和理论基础,是冶金工程师必须具备的核心知识。
本节将重点整理北京市考研冶金工程复习资料中冶金原理的重点内容。
二、冶金原理的基本概念冶金原理涉及许多基本概念,包括金属的物理性质、化学性质和结构等。
在冶金工程学习过程中,我们必须掌握这些基本概念,才能更好地理解和应用冶金原理。
1. 金属的物理性质金属的物理性质是指金属的导电性、热传导性、延展性、膨胀性等等。
在冶金过程中,我们通常根据不同金属的物理性质来选择适当的处理方法和工艺。
2. 金属的化学性质金属的化学性质是指金属与环境中其他元素和化合物之间的作用。
例如,金属的氧化、还原、析出等化学反应对于冶金工程至关重要。
3. 金属的晶体结构金属的晶体结构对其性能有着重要的影响。
晶体结构的类型和缺陷将决定金属的力学性质、热学性质等,并直接影响熔化、形变和再结晶等冶金工艺。
三、冶金原理的基本理论在冶金原理中,有一些基本理论是不可或缺的,它们为我们解释了冶金过程中的一些基本现象和规律。
1. 相图理论相图理论是冶金学中的核心理论之一。
通过相图的研究,我们能够了解金属和合金在不同温度和成分条件下的相组成、相变规律等重要信息。
相图理论在冶金工程中的应用非常广泛。
2. 冶金反应动力学理论冶金反应动力学理论研究了金属和合金在不同条件下的反应速度、反应机制等。
通过掌握冶金反应动力学,我们能够预测和控制冶金过程中的反应行为,提高生产效率和产品质量。
3. 界面理论界面理论研究了不同相之间的交界面,例如金属和气体、金属和液体、金属和固体之间的界面。
这些界面对于材料的腐蚀、溶解和反应等过程具有重要影响,理解界面理论能够帮助我们更好地设计和优化冶金工艺。
四、冶金原理的应用冶金原理是冶金工程的基础知识,通过合理应用冶金原理,我们能够解决实际工程中遇到的问题,提高冶金生产的效益。
冶金传输原理课程知识总结
第七章第二节归纳总结一、 气固两相流动固相:粒状固体料块和有料块堆集的散料层料块在气体中的受力情况:设有处于静止状态的一个球形料块,气体自下向上从其周围流过,其中的料块下降力为:()16)(3s sd gG πρρ-=气体对料块的拖力为:)2(4222sd v k F πρ=受力分析:当G>F 时,料块在气流中下降;G=F 时,料块处于受力平衡状态,将在气流中悬浮不动;G<F 时,料块随气流上升。
气体通过散料层的与上述情况相似,有三种不同流动状态: 1、固定料层流动(G>F ) 2、流化料层流动(G=F ),沸腾状态 3、气动输送过程(G<F ),料块随气流流动 4、二、 固定料层流动气体流过固定料层时的压力降己埃根方程在工程计算中,通常以气体的体积流量和料层的总截面积(容器的总截面积)来定义流速,按流量公式有:)3(q 0v 0A =ν式中, v q 为气体的体积流量,s3m,0A 为料层的总截面积,2m 。
气流在孔隙中的的流速也可按流量公式定义:)4(q vA=ν式中,A 为孔隙通道的总截面积,2m 。
由(3)、(4)两式得:)(500A A =νν料层孔隙率:)6(00a b A A A L A L V V =••==ω式中,b V 为料层中孔隙的总体积,a V 料层总体积,L 为料层高度,比值ω为孔隙率料层孔隙的当量直径:)(74bb k A V D =式中,b A 为料层中孔隙的总表面积。
料块总体积:)()(81-a a ab a s V V V V V V ωω-=-==单位料块所具有的表面积为比表面积,有:)9(-10s 0b aV S V S A )(ω==把式(6)、(9)代入(7)的:)10(-14-140a 0a k )()(ωωωωS V S V D ==根据管束摩阻公式推得,气体通过散料层的压降(P ∆)公式,即埃根方程,为:)11()1(292.0)1(2.432030220ωυωρωυωμ-+-=∆S S H P H 为散料层高度,μ为气体粘度,0υ为定义流速,ρ为气体密度。
冶金原理复习
的相对位置关系来确定该无变点的性质。
低共熔点 —— E 转 熔 点 —— P
熔体冷却过程分析小结
根据给定熔体M的百分组成,在浓度三角形中找到M点的 位置; 由M点所在的等温线,确定熔体开始结晶的温度; 由M点所在的初晶面,确定初晶组成; 按M点所在的子三角形确定熔体结晶终了的固相组成及冷 却过程的终点。 原始体系组成点、液相组成点和固相组成点三者始终在同 一条直线上,而且体系组成点必在固、液二组成点之间, 它们的质量关系遵守杠杆规则。 液相组成和固相组成的变化是沿两条不同的路径进行的。 结晶终了时,这两条路径首尾相连,合为一条折线。
电导率为电阻率(,单位· m)的倒数:
= 1/
电导率的单位:S· m1(西门子每米)
二、电导率与其他性质的关系 1、电导率与熔体组成的关系
2、电导率与温度的关系 金属熔体及熔锍——第一类导体 当温度升高时,它们的电导率下降。 温度升高,离子的运动加剧,阻碍了自由电 子的定向 运动。 熔盐和熔渣——第二类导体 当温度升高时,它们的电导率增大。 3、电导率与粘度的关系 对于一定组成的熔盐或熔渣,降低粘度有利于离子的运动,从 而使电导率增大。
第五章 冶金熔体的化学性质 与热力学性质
• 1、熔渣的碱度、熔渣的酸度 • 2、熔渣中氧化渣及还原渣
一、熔渣的碱度
钢铁冶金中,习惯上用碱度表示熔渣的酸碱性。 碱度 —— 熔渣中主要碱性氧化物含量与主要酸性氧化 物含量(质量)之比,用R(B、V)表示。 碱度有多种表达式。 可在氧化物的质量百分数前引入根据化学计量关系或 通过实际观测得到的系数。 各种碱度表达式中氧化物的量可用其摩尔数或摩尔分 数表示。 对于高炉渣,碱度大于 1 的渣是碱性渣,碱度小于 1 的 渣是酸性渣。 对于炼钢渣,碱性渣的碱度约为2~3.5。
冶金专业的知识点总结
冶金专业的知识点总结1. 冶金原理冶金原理是冶金学的基础,包括材料的结构和性能、金属材料的晶体学、相变规律和固溶体理论等内容。
通过研究冶金原理可以了解材料的组织结构和性能,为材料的改性、加工和应用提供理论基础。
2. 冶金矿物学冶金矿物学是研究矿石和矿石中的矿物成分、物理性质、化学性质及其对冶金过程的影响的学科。
它是冶金学的基础,对于冶金工艺的选择、优化和改进具有重要的指导意义。
3. 冶金冶炼冶金冶炼是将矿石中的有用金属提取出来的过程,包括熔炼、浸出、氧化焙烧、化学反应等多种冶金工艺。
冶炼技术的发展和改进对于提高金属回收率、降低生产成本、减少环境污染具有重要意义。
4. 冶金提纯冶金提纯是对金属进行提纯处理,去除杂质,改善金属的纯度和性能。
提纯方法包括火法、湿法、电解、蒸馏等多种技术,不同的金属和不同的杂质适用不同的提纯方法。
5. 冶金合金合金是由两种或两种以上的金属或者非金属加工而成,具有优良的性能,可以满足特定的使用要求。
冶金合金包括结构合金、功能合金、特种合金等多种类型,广泛应用于航空、航天、电子、医疗、汽车等领域。
6. 冶金材料冶金材料是指由金属和非金属组成的各种工程材料,包括金属材料、非金属材料、复合材料等。
冶金材料的性能与组织结构密切相关,通过合理的材料设计和加工工艺可以获得优良的材料性能。
7. 冶金热加工热加工是通过变形加工来改变金属材料的形态和性能的技术,包括锻造、轧制、挤压、锻打等多种工艺。
热加工是冶金材料加工的重要方法,可以提高材料的塑性、韧性和强度。
8. 冶金化学冶金化学是研究金属及非金属材料的化学性质与变化规律的学科,包括金属氧化还原反应、金属的挥发性、金属的溶解度等内容。
冶金化学对于理解金属材料的性能和应用具有重要作用。
9. 冶金工艺冶金工艺是针对特定金属材料的生产过程,包括冶金装备、工艺流程、生产管理等内容。
冶金工艺的发展和改进对于提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量和市场竞争力具有重要意义。
冶金原理复习
冶金原理复习冶金原理是一门非常重要的学科,涉及到金属材料的制备、提纯、加工和性能研究等方面。
所以,在应对考试或者实际应用时,复习和掌握冶金原理知识是非常必要的。
本文将从以下几个方面展开冶金原理的复习和总结。
一、结构与性能的关系金属材料的物理、化学性质和内部结构之间有着密切的关系。
常见的金属材料内部结构包括晶体结构、晶粒大小和晶界等,而这些结构的变化会直接影响到材料的力学性能、塑性和热稳定性等方面。
因此,在复习冶金原理时,应该着重理解金属结构与性能之间的关系,并将其应用到实际生产和加工中。
二、冶金流程冶金流程是指将矿物原料加工成金属材料的过程。
其中包括矿物提取、矿石熔炼、金属提取、金属纯化、合金制备和加工等过程。
在复习冶金原理时,需要了解这些流程中的基本原理、步骤和影响因素,以及各个流程之间的关系。
这些知识对于理解和解决生产中的实际问题至关重要。
三、金属材料的制备与加工金属材料的制备与加工是冶金学的重要部分,通常包括原材料的熔炼、铸造、锻造、挤压、淬火和退火等过程。
在复习时,需要掌握这些过程中的基本原理、工艺参数和影响因素。
此外,还需要学习金属材料的热处理和物理性能测试等方面的知识,以全面掌握材料的特性和优缺点。
四、合金制备合金是由两种或多种金属或非金属元素相结合而形成的材料。
在实际生产和研究中,需要掌握合金制备的基本原理和方法,了解不同成分的合金成分之间的性能差异,并能够有效地选择和优化合金的配方,满足实际需求。
综上所述,冶金原理是一门非常重要的学科,涉及到金属材料的各个方面,包括内部结构、冶金流程、金属材料的制备和加工,以及合金制备等方面。
在复习时,需要系统学习和掌握这些知识,同时也需要注重实践、实验和实际应用,以提高自己的理论和实践能力。
希望大家能够通过复习和总结,掌握冶金原理的核心知识,为实际应用和发展做出更大的贡献。
天津市考研冶金工程复习冶金原理与冶金工艺重要内容总结
天津市考研冶金工程复习冶金原理与冶金工艺重要内容总结在冶金工程的考研复习中,冶金原理与冶金工艺是非常重要的内容。
冶金原理是冶金工程的基础,而冶金工艺则是实际生产中对冶金原理的应用。
本文将对天津市考研冶金工程复习冶金原理与冶金工艺的重要内容进行总结,以帮助考生对这两个方面有更好的了解。
一、冶金原理冶金原理是研究冶金现象和规律的基础,包括矿石的性质、矿石中有用物质的分布和提取方法、熔融过程和固化过程等。
以下是冶金原理的几个重要内容:1. 矿石的性质: 考生需要了解不同矿石的性质,包括成分、结构、矿石形态等。
例如,铁矿石的类型有铁磁铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿等,每种矿石的性质和提取方法都有所不同。
2. 矿石中有用物质的分布和提取方法: 高效的矿石提取方法是冶金工程的核心之一。
考生需要学习和理解不同矿石中有用物质的分布规律,并掌握相关的提取方法,如浮选、磁选、重选等。
3. 熔融过程: 熔融是冶金工程中常用的处理方法,通过加热矿石使其熔化,并进行物质分离和提纯。
考生需要了解熔融过程中的热力学和动力学规律,以及相关的设备和工艺。
4. 固化过程: 在冶金工艺中,物质从液态向固态的转化是一个重要的步骤。
考生需要学习固化过程的条件和影响因素,如温度、压力、固化剂等,以及固化过程中的晶体生长和相变规律。
二、冶金工艺冶金工艺是指将矿石经过一系列的处理步骤,最终得到目标金属或合金的工艺过程。
以下是冶金工艺的几个重要内容:1. 矿石预处理: 在冶金工程中,矿石预处理是非常重要的一步,其目的是提高矿石中有用物质的含量和质量。
考生需要了解不同矿石的预处理方法,如碎矿、磨矿、浸出等,以及它们对后续工艺的影响。
2. 冶炼工艺: 冶金工程的核心是通过冶炼将矿石中的有用物质提纯为金属或合金。
考生需要学习不同金属的冶炼工艺,如铁矿石的高炉冶炼、电炉冶炼等,以及各种冶炼反应和过程控制的原理。
3. 金属提取: 冶金工程中最终的目标是从矿石中提取出目标金属或合金。
冶金学课程总结报告范文(3篇)
第1篇一、引言冶金学是一门研究金属材料的提取、加工、制备和应用的科学。
随着我国经济的快速发展和科技的不断进步,冶金行业在国民经济中的地位日益重要。
本课程旨在使学生掌握冶金学的基本理论、基本知识和基本技能,培养具备独立从事冶金工程实践能力的高级工程技术人才。
以下是本人在冶金学课程学习过程中的总结报告。
二、课程概述1. 课程内容冶金学课程主要包括以下几个方面:(1)金属学基础:介绍金属的物理、化学性质,晶体结构,相变等基本知识。
(2)金属材料的制备:讲解金属材料的熔炼、铸造、轧制、焊接等加工工艺。
(3)金属材料的性能:分析金属材料的力学性能、物理性能、化学性能等。
(4)冶金设备:介绍冶金设备的工作原理、结构特点及维护保养。
(5)冶金工程实践:结合实际案例,分析冶金工程的设计、施工、运行及维护。
2. 课程特点(1)理论与实践相结合:课程内容既有理论讲解,又有实践操作,使学生能够将所学知识应用于实际工程。
(2)跨学科性强:冶金学涉及金属学、材料学、机械工程、化学工程等多个学科,培养学生的综合素质。
(3)注重创新意识:课程鼓励学生独立思考,勇于创新,提高学生的创新能力和实践能力。
三、学习过程及收获1. 学习过程(1)课堂学习:认真听讲,做好笔记,积极参与课堂讨论。
(2)课后自学:查阅相关资料,加深对课程内容的理解。
(3)实践操作:动手操作,掌握冶金设备的操作技能。
(4)课程设计:结合所学知识,完成冶金工程的设计任务。
2. 收获(1)掌握了金属学、材料学、机械工程、化学工程等学科的基本理论、基本知识和基本技能。
(2)了解了冶金工程的设计、施工、运行及维护等方面的知识。
(3)提高了自己的实践操作能力和创新能力。
(4)培养了良好的团队合作精神。
四、课程评价1. 课程内容丰富,理论与实践相结合,有助于提高学生的综合素质。
2. 教学方法灵活多样,激发学生的学习兴趣。
3. 实践操作环节安排合理,使学生能够将所学知识应用于实际工程。
冶金原理复习
第一篇冶金熔体第一章冶金熔体概述1。
什么是冶金熔体?它分为几种类型?在火法冶金过程中处于熔融状态的反应介质和反应产物(或中间产品)称为冶金熔体.它分为:金属熔体、熔渣、熔盐、熔锍。
2.何为熔渣?简述冶炼渣和精炼渣的主要作用.熔渣是指主要由各种氧化物熔合而成的熔体。
冶炼渣主要作用在于汇集炉料中的全部脉石成分,灰分以及大部分杂质,从而使其与熔融的主要冶炼产物分离。
精炼渣主要作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化物,使之与主金属分离。
3.什么是富集渣?它与冶炼渣的根本区别在哪里?富集渣:使原料中的某些有用成分富集与炉渣中,以便在后续工序中将它们回收利用。
冶炼渣:汇集大部分杂质使其与熔融的主要冶炼产物分离。
4.试说明熔盐在冶金中的主要应用。
在冶金领域,熔盐主要用于金属及其合金的电解生产与精炼。
熔盐还在一些氧化物料的熔盐氯化工艺以及某些金属的熔剂精炼法提纯过程中广泛应用。
第二章冶金熔体的相平衡图1. 在三元系的浓度三角形中画出下列熔体的组成点,并说明其变化规律.X :A 10% ,B 70% ,C 20% ;Y :A 10% ,B 20% , C 70%;Z :A 70%,B 20% ,C 10%;若将3kg X 熔体与2kg Y 熔体和5kg Z 熔体混合,试求出混合后熔体的组成点。
2.下图是生成了一个二元不一致熔融化合物的三元系相图(1)写出各界限上的平衡反应(2)写出P、E两个无变点的平衡反应(3)分析下图中熔体1 、2 、3 、4 、5 、6 的冷却结晶路线.3.在进行三元系中某一熔体的冷却过程分析时,有哪些基本规律?答:1 背向规则 2杠杆规则 3直线规则 4连线规则5 三角形规则 6重心规则 7切线规则 8共轭规则等第三章冶金熔体的结构1。
熔体远距结构无序的实质是什么?2.试比较液态金属与固态金属以及液态金属与熔盐结构的异同点。
3.简述熔渣结构的聚合物理论。
其核心内容是什么?第四章冶金熔体的物理性质1。
教你快速掌握冶金原理
教你快速掌握冶金原理1. 什么是冶金原理冶金原理是研究金属和非金属材料的制备、加工、性能和应用规律的科学,是冶金学的基础和核心内容。
掌握冶金原理是从事冶金工程和材料科学研究的基本要求,对于了解金属材料的性能、改善材料的性能以及开发新材料具有重要意义。
2. 冶金原理的基本概念2.1 金属结构金属的结构是由原子构成的,原子之间通过金属键相互连接,形成了金属的晶体结构。
金属晶体可以分为单质型和化合物金属型两种,单质型金属是由同种金属原子组成的晶体,化合物金属是由不同种金属原子组成的晶体。
2.2 金属相变金属在不同温度和压力下会发生相变,常见的金属相变包括固-液相变、固-固相变和固-气相变。
相变对于金属材料的制备和性能具有重要影响,了解金属的相变规律有助于优化金属材料的加工过程和性能。
2.3 金属合金金属合金是由两种或多种金属元素组成的材料,合金的组成和比例对于合金的性能具有重要影响。
常见的金属合金包括钢、铝合金、镁合金等,不同金属元素的添加可以改变合金的硬度、强度、耐腐蚀性等性能。
3. 冶金原理的应用3.1 冶金工艺冶金原理是冶金工艺设计的理论基础,通过对冶金原理的研究,可以制定出高效、经济的冶金工艺方案。
冶金工艺包括矿石初步处理、冶炼、精炼、铸造、热处理等环节,每个环节都涉及到冶金原理的应用和运用。
3.2 材料开发冶金原理对于材料开发和研究也具有重要作用。
通过对不同材料的冶金原理与性能的关系进行研究,可以开发出具有优异性能的新材料。
例如,通过合金设计和热处理等技术手段,可以提高材料的强度、硬度、耐蚀性等性能。
4. 如何快速掌握冶金原理4.1 学习冶金学基础知识要快速掌握冶金原理,首先需要学习冶金学的基础知识。
包括金属结构与性能、相变规律、合金设计、冶金工艺等方面的知识。
可以通过参考教材和学习资料,系统学习冶金学的基本概念和原理。
4.2 实践与实验除了理论学习,实践与实验也是掌握冶金原理的重要途径。
通过参与实验、实践项目或者工作实践,在实际操作中应用冶金原理,加深对冶金原理的理解和掌握。
钢铁冶金原理知识点总结
钢铁冶金原理知识点总结钢铁冶金是一门专门研究金属材料制备和性质改善的学科。
钢铁是一种重要的金属材料,在工业生产和日常生活中有着广泛的应用。
掌握钢铁冶金原理对于材料工程师和金属材料从业者来说是非常重要的。
在这篇文章中,我将对钢铁冶金的一些重要知识点进行总结。
1. 钢铁冶金的历史背景钢铁冶金的历史可以追溯到几千年前的古代,人类开始使用铁器制品,进行熔炼和鍮制的技术。
随着工业的发展,钢铁冶金技术得到了不断的改进和发展,出现了许多新的制备和处理方法,同时也推动了金属材料从原始水平到今天的发展。
通过对钢铁冶金的历史背景进行了解,可以更好地理解钢铁冶金的发展和变革。
2. 钢铁冶金的基本原理钢铁是铁与碳的合金,具有优良的机械性能和耐磨性,是一种重要的结构材料。
在钢铁冶金中,主要包括炼铁、钢水处理、热处理和表面处理等主要工艺。
炼铁是指将原料(铁矿石、焦炭、石灰石等)加热熔化,在熔融状态下去除杂质,得到高纯度的铁。
钢水处理是指将熔化的铁与合金元素混合调整成符合要求的合金成分,通过控制温度和化学成分来调整钢的性能。
热处理是指通过加热和冷却过程来改变钢的物理和化学性能,提高其机械性能和耐腐蚀性。
表面处理是指通过对钢材表面进行化学处理或机械加工,提高其表面硬度和耐磨性。
这些基本原理是钢铁冶金学的基础,掌握这些知识对于进行钢铁冶金工艺设计和材料性能改善具有重要意义。
3. 钢铁材料的组织结构钢铁是由铁和碳组成的合金,除此之外还含有少量的合金元素,如锰、硅、磷、硫等。
钢铁的组织结构主要包括铁素体、珠光体、贝氏体和马氏体等组织。
铁素体是最基本的组织结构,其性能最差,珠光体比铁素体的性能要好,贝氏体和马氏体比珠光体的性能更优越。
通过对钢铁材料的组织结构进行研究,可以更好地理解钢铁材料的性能和应用。
4. 钢铁冶金中的煅烧技术煅烧是指将金属矿石或精矿通过高温加热而非完全熔化的过程,通过煅烧可以去除矿石中的挥发性物质和硫、砷等杂质,在矿石中得到合金的金属。
物理冶金的基本原理
磨损与腐蚀
磨损
金属表面在摩擦过程中,因摩擦力作用而导致的材料损失现象。
腐蚀
金属与周围介质发生化学或电化学反应,导致金属表面损伤或破坏的现象。
03
金属的晶体结构与相变
晶体结构与性质
晶体结构分类
晶体结构可以根据原子排列方式的不同,分为金属晶体、离子晶体、共价晶体和分子晶体等。不同晶体结构对金属的 性质产生显著影响。
物理冶金的基本原理
汇报人:可编辑 2024-01-05
contents
目录
• 物理冶金概述 • 金属的力学性能 • 金属的晶体结构与相变 • 金属的塑性变形与加工 • 金属的强化机制 • 金属的物理冶金实验方法
01
物理冶金概述
物理冶金概述
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02
金属的力学性能
弹性与塑性
弹性
金属在受到外力作用时,会发生 形变但能够恢复原状的性质。
金属的相变
01
相变温度
金属在不同温度下会发生相变,转变为其它的晶体结构或 物相。相变温度取决于金属的成分和外界条件。
02 03
相变过程
金属的相变过程可以分为一级相变和二级相变。一级相变 是指相变过程中自由度的变化,通常伴随着能量的显著变 化;二级相变则是指自旋或电荷等有序参数的重新排列, 不涉及自由度的变化。
3
拉拔和挤压过程中,金属的塑性变形和模具设计 对产品的尺寸精度和表面质量有重要影响。
金属的超塑性
超塑性是指金属在特定条件下表 现出极佳的塑性变形能力,通常 是在较高的温度和较小的应变速
率下。
超塑性的实现需要金属具有细小 的晶粒尺寸和良好的晶界状态,
同时应变速率要适当控制。
超塑性金属可以经过较大的塑性 变形而不发生断裂,并且具有优
钢铁冶金总结
钢铁冶金总结钢铁工业是现代经济发展的重要基石,对于国家的工业化进程和基础设施建设起着至关重要的作用。
本文将从以下几个方面对钢铁冶金进行总结,并探讨其对经济发展的影响。
一、钢铁冶金的历史沿革钢铁冶金作为人类历史上最重要的技术之一,经历了漫长的发展历程。
从最早的手工冶炼到现代工业化生产,钢铁冶金技术的进步推动了社会生产力的提升和产业结构的调整。
二、钢铁冶金的基本原理钢铁冶金是将矿石经过高温熔炼,去除杂质并加入适量合金元素,以获得具有一定机械性能和耐腐蚀能力的材料过程。
其基本原理包括矿石炼制、炼铁、炼钢和钢材加工等环节。
三、钢铁冶金技术的进步与应用钢铁冶金技术的不断进步,推动了钢材质量的提升和生产效率的提高。
近年来,随着先进冶金技术的应用,如转炉炼钢、电炉炼钢、连铸技术等,钢铁冶金行业实现了快速发展和技术突破。
四、钢铁冶金对经济发展的影响钢铁冶金作为国民经济的重要支柱产业,对于经济发展具有重要影响。
一方面,钢铁产能的扩大和质量的提升支撑了基础设施建设和工业化进程;另一方面,钢铁产品广泛应用于各个领域,推动了工业结构的升级和国家经济的快速增长。
五、钢铁冶金技术的环境影响与可持续发展钢铁冶金技术的生产过程会产生大量废气、废水和废固体等环境污染物,对生态环境造成一定负面影响。
因此,加强钢铁冶金技术的环境保护措施,推动绿色钢铁的发展,实现可持续发展,具有重要意义。
六、钢铁冶金技术的创新与发展趋势钢铁冶金技术的创新是推动钢铁行业可持续发展的关键。
近年来,新材料、新技术和新工艺不断涌现,如高性能钢、新型冶金装备和智能制造等,为钢铁冶金行业的发展带来了新动力。
综上所述,钢铁冶金作为现代工业的重要支撑产业,对于经济发展具有不可替代的作用。
通过不断推进技术创新和环境保护,钢铁冶金行业将继续发挥重要作用,并为国家的经济繁荣和社会进步做出更大贡献。
(总字数: 482)。
冶金的原理
冶金的原理
冶金的原理是通过物质的熔炼和热处理等工艺,将金属矿石中的金属元素提取出来,并通过改变其化学成分和物理性质,进而获得所需的金属材料。
冶金的主要原理包括矿石选别、矿石还原和提纯、金属合金化以及热处理等过程。
首先,矿石选别是根据矿石的成分和质量特点将其分离和分类处理,以提取目标金属。
其次,矿石还原和提纯是通过化学反应、物理分离等方法,将金属元素从矿石中分离出来,减少杂质含量,达到提纯的目的。
提取的金属元素常常需要进行合金化处理,即将其与其他金属或非金属元素混合,以改善金属的性能和机械性能,使其适应不同的工艺要求。
合金的形成常常需要控制合金元素的比例和添加方式,以达到所需的物理和化学性能。
最后,热处理在冶金工艺中起到重要的作用,通过控制金属材料的加热和冷却过程,改变其晶粒结构和组织,从而调整材料的力学性能(如硬度、韧性等)和组织性能(如晶粒大小、相变等)。
综上所述,冶金的原理涉及矿石选别、还原和提纯、金属合金化以及热处理等过程,旨在提取金属元素、改善其性能和实现特定的结构。
通过这些原理,可以生产出各种不同的金属材料,广泛应用于工业制造、建筑、交通运输、电子等领域。
《钢铁冶金原理》基本知识点整理
B r 0B r f B B r B f 0B r Fe a 《钢铁冶金原理》基本知识点1、理想气体的吉布斯自由能表达式:G =H -TS =U +pV -TS dG =Vdp -SdT2、等温等压条件下,d G =0;(始末态的G 相等-平衡条件) 等压条件下,吉布斯自由能变化对温度的变化率为熵变的负值 等温条件下,吉布斯自由能对压力的偏微商等于气体的体积3、从标准态压力p 0到任意指定态p :(等温条件)对凝聚相:G=G º+RTlna4、化学反应等温方程式对于有凝聚相参加的多相化学反应:5、范特霍夫方程式:6、拉乌尔定律:p B =p B *⋅x B亨利定律:P B=K H(x)X B (X B 为摩尔分数浓度)p B =K H(%)w B(%)7、活度、活度系数、活度的标准态:以拉乌尔定律或亨利定律为基准或参考态,引入修正后的浓度值称为活度;a=P B /P标,r或f=P B /P(参比)而此修正系数r B 、f B(H)、f b (%)称为活度系数。
8、 、、 的含义:P B =P B*r B x B(实际溶液) a B(R)= r B ºX B ,分别为以拉乌尔定律为基准或参考态,对组分浓度修正时的修正系数和以亨利定律为基准或参考态,对组分浓度修正时的修正系数。
指的是稀溶液(亨利定律)以纯物质为标准态的活度系数,其值为常数。
r B º=r B /f B (H)一般作为溶剂或浓度较高的组分可选纯物质作为标准态,若组分的浓度比较低时,可选用假想纯物质或质量为1﹪溶液作为标准态。
在冶金过程中,作为溶剂的铁,如果其中元素的溶解量不高,而铁的浓度很高时,可选纯物质作为标准态, =x [Fe]=1,Fe r =1 ;如果溶液属于稀溶液,则可以浓度代替活度(H K 标准态);熔渣中组分的活度常选用纯物质标准态。
0ln G G RT J∆=∆+KRT J RT G ln ln 0-=-=∆20)ln (RT H T K p ∆=∂∂AH(%)H(x)B100M K K M =)()(0H B R B B a a =γ10、理想溶液,稀溶液以及超额函数:理想溶液:在整个浓度范围内,服从拉乌尔定律的溶液;稀溶液:溶质蒸汽压服从亨利定律,溶剂蒸汽压服从拉乌尔定律的溶液;ex BG=RT lnBrex mG=RTln BBx r∑11、为什么温度升高使实际溶液趋向于理想性质?由()2BB T T G H T∂∆∂=-∆ 知:2ln B BT r H RT ∂∂=-∆当0BH ∆< 时,ln 0BT r ∂∂>;当0BH ∆> 时,ln 0BT r ∂<。
钢铁冶金原理
钢铁冶金原理
钢铁冶金是一门古老而又现代的工艺,它对人类的生产生活产生了深远的影响。
钢铁是一种铁碳合金,通过冶炼铁矿石和熔炼后的熔铁中加入适量的碳,使其成为一种具有特定性能的材料。
钢铁冶金原理的研究和掌握对于提高钢铁生产的效率和质量至关重要。
首先,钢铁冶金的原理是基于铁和碳的相互作用。
在高温下,熔铁中的碳会溶
解在铁中,形成固溶体。
通过控制温度和碳含量,可以调节固溶体的结构和性能,从而得到不同种类的钢铁。
此外,还可以通过添加其他合金元素,如锰、铬、镍等,来改善钢铁的性能,使其具有更好的强度、韧性、耐磨性等特点。
其次,钢铁冶金的原理还涉及到熔炼和铸造工艺。
熔炼是将铁矿石经过高温熔化,去除杂质和不纯物质,得到纯净的熔铁。
而铸造是将熔铁倒入模具中,通过冷却凝固后得到各种形状和尺寸的铸件。
在这个过程中,熔炼温度、熔炼时间、冷却速度等因素都会影响到最终钢铁的质量和性能。
最后,钢铁冶金的原理还包括热处理和表面处理。
热处理是通过控制钢铁的加
热和冷却过程,改变其组织结构和性能。
常见的热处理工艺包括退火、正火、淬火等,可以使钢铁具有不同的硬度、强度和韧性。
而表面处理则是通过涂层、镀层、喷涂等方式,改善钢铁的耐腐蚀性、耐磨性和美观性。
总之,钢铁冶金原理是一门复杂而又精深的学科,它涉及到物理、化学、材料
学等多个学科的知识。
只有深入理解和掌握钢铁冶金的原理,才能够更好地应用于钢铁生产和加工中,生产出更优质的钢铁产品,满足社会和经济的发展需求。
希望通过对钢铁冶金原理的研究和探索,能够不断推动钢铁工业的发展,为人类社会的进步做出更大的贡献。
冶金原理超全面总结
冶金原理超全面总结活度:引入修正后的浓度值。
其中的修正系数成活度系数。
活度测定方法;1、蒸汽压法,2、分配定律法,3、化学平衡法,4、电动势法。
理想溶液:在全部浓度范围内服从拉乌尔定律的溶液。
稀溶液:溶质的蒸汽压服从亨利定律,溶剂的蒸汽压服从拉乌尔定律的溶液。
正规溶液:混合焓不为零,但混合熵等于理想溶液的混合熵的溶液。
实际溶液:实际存在的溶液。
标准溶解自由能:由纯物质转变为溶解标准态的吉布斯自由能变。
宏观动力学:环节:多相反应发生在体系的相界面上。
三个环节:1、反应物对流扩散到反应界面上,2、在反应界面上进行化学反应,3、反应产物离开反应界面向相内扩散。
串联过程:反应过程是由物质的扩散和界面化学反应诸环节组成的。
限制环节:当串联反应有一个或多个环节进行较快,而仅有一个环节最慢时,则这个环节为整个反应过程的限制者。
分子扩散:由浓度梯度引起的扩散。
扩散系数:是浓度梯度的扩散通量。
对流扩散:扩散分子的运动和流体的对流运动同时发生,使物质从一个地区迁移到另一个地区的协同作用。
传质系数:流体中扩散物质的浓度是c而其在凝聚相表面上的浓度(界面浓度)是c*则该组分的扩散通量与此浓度差成正比即J=βcc*,β为比例系数称传值系数。
速度边界层:贴近相界面有速度梯度出现的流体薄层。
有效浓度边界层:=0处作浓度分布曲线的切线其与相内浓度c线的延长线的交点到界面的距离δ。
区域化学反应:这种沿固体内部出现的相界面附近区域发展的反应称。
双模模型:这种两相间反应界面两侧都存在着表征扩散阻力的浓度边界层的模型称双模理论。
克努生扩散:气体在多孔介质孔隙中的扩散系数和孔隙的直径有关,当孔隙很小气体分子的平均自由程比孔隙的直径大得多时气体分子直接与孔隙壁碰撞的机会就会比分子之间的相互碰撞的机会多,致使其内气体扩散的速率减少。
未反应核模型:当固相反应物致密时,化学反应从固相物表面开始逐渐向矿中心推进,反应物和产物层之间有较明显的界面存在,反应在层间的相界面附近区域进行,因此形成的固相产物层则出现在原来固相反应物处,而原固相物内部则是未反应的部分。
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活度:引入修正后的浓度值。
其中的修正系数成活度系数。
活度测定方法;1、蒸汽压法,2、分配定律法,3、化学平衡法,4、电动势法。
理想溶液:在全部浓度范围内服从拉乌尔定律的溶液。
稀溶液:溶质的蒸汽压服从亨利定律,溶剂的蒸汽压服从拉乌尔定律的溶液。
正规溶液:混合焓不为零,但混合熵等于理想溶液的混合熵的溶液。
实际溶液:实际存在的溶液。
标准溶解自由能:由纯物质转变为溶解标准态的吉布斯自由能变。
宏观动力学:环节:多相反应发生在体系的相界面上。
三个环节:1、反应物对流扩散到反应界面上,2、在反应界面上进行化学反应,3、反应产物离开反应界面向相内扩散。
串联过程:反应过程是由物质的扩散和界面化学反应诸环节组成的。
限制环节:当串联反应有一个或多个环节进行较快,而仅有一个环节最慢时,则这个环节为整个反应过程的限制者。
分子扩散:由浓度梯度引起的扩散。
扩散系数:是浓度梯度的扩散通量。
对流扩散:扩散分子的运动和流体的对流运动同时发生,使物质从一个地区迁移到另一个地区的协同作用。
传质系数:流体中扩散物质的浓度是c而其在凝聚相表面上的浓度(界面浓度)是c*则该组分的扩散通量与此浓度差成正比即J=β(c+c*),β为比例系数称传值系数。
速度边界层:贴近相界面有速度梯度出现的流体薄层。
有效浓度边界层:x=0处作浓度分布曲线的切线其与相内浓度c线的延长线的交点到界面的距离δ。
区域化学反应:这种沿固体内部出现的相界面附近区域发展的反应称。
双模模型:这种两相间反应界面两侧都存在着表征扩散阻力的浓度边界层的模型称双模理论。
克努生扩散:气体在多孔介质孔隙中的扩散系数和孔隙的直径有关,当孔隙很小气体分子的平均自由程比孔隙的直径大得多时气体分子直接与孔隙壁碰撞的机会就会比分子之间的相互碰撞的机会多,致使其内气体扩散的速率减少。
未反应核模型:当固相反应物致密时,化学反应从固相物表面开始逐渐向矿中心推进,反应物和产物层之间有较明显的界面存在,反应在层间的相界面附近区域进行,因此形成的固相产物层则出现在原来固相反应物处,而原固相物内部则是未反应的部分。
过热度:高出熔点的温度。
间隙式固溶体:是组分的原子占据了本体晶格的空隙位两种原子的半径相差很大。
固溶体:当有其他固体原子溶入某种固体时称。
表面活性(非活性)物质:溶解组分在表面上出现(不出现)过剩浓度称正(负)吸附,它使溶液的表面张力降低(保持不变或有所提高)这种组分称(非)表面活性物质。
熔渣的作用:离或吸收杂质,除去粗金属中有害于金属产品性能的杂质,富集有用金属氧化物及精炼金属的作用,并能保护金属不受环境的玷污及减少金属的热损失。
浓度三角形:三角形的顶点代表纯组分,每一边是由两顶角代表的祖坟所构成的二元系的浓度坐标线,三角形内的点则表示由3顶角代表的祖坟所构成的三元系的浓度值。
背向规则:当等比例线上物系点的组成点,再背离其所在顶角的方向上移动时,体系将不断析出成分C,而其内组分C的浓度不断减少,但其他两组分的浓度比则保持不变,这称。
重心规则:在浓度三角形中,组成为M1,M2,M3,的物系或相点,其质量分别为m1,m1,m3,混合形成一质量m0的新物系点O是,此新物系点则位于此3个物系点练成的三角形M1,M2,M3的重心上。
碱度:碱性氧化物的质量分数与酸性氧化物的质量分数之比称炉渣的碱度R。
光学碱度:某氧化物施放电子的能力与CaO施放电子的能力的比为该氧化物的光学碱度Λ。
碱性氧化物:渣中能解离出氧离子的氧化物。
酸性氧化物:转变为络离子的氧化物。
相:有共同物理化学性质的均匀部分。
组元:表述平衡所需最少物种数。
自由度:描述一平衡所需最少变量数。
容量:称熔渣吸纳有害分子等能力称为“某”容量。
溶化温度:熔渣中固相完全消失的温度。
溶化性温度:熔渣的熔点是熔渣中固相完全消失的温度。
但此时熔渣的黏度是比较高的,甚至在相当广阔的温度范围内还处于半流体状态,而为了使高炉冶炼顺行,应使熔渣溶化后的温度能保证熔渣达到自由的流动。
这个最低温度称。
长渣:(偏酸性渣,玻璃渣)渣中大分子多,黏度随温度变化迟缓。
短渣:(石头渣)渣中大分子少,黏度随温度变化敏感。
分解压:一定温度下某化合物生成离解反应达平衡产生的气相平衡分压PB(平)称化合物的分解压。
影响分解压:T,P,固相相变,固体分散度,形成溶体。
分解的开始温度:PB分解压和=PB'下开始并继续分解的温度。
T开=A/(lgPB-B)。
T沸=A/(lgP-B)(P=P'/Pθ),P'=100kPa,P=1。
分解的沸腾温度:化合物被加热,分解压达到体系的总压,使化合物将剧烈的分解,这时化合物的分解温度称。
氧势递增原理:氧化物的氧势是随其金属元素价数的增高而逐渐递增的。
间接还原:可用气体做还原剂的间接还原法。
直接还原:用固体做还原剂的直接还原法。
特点:均强吸热。
歧化反应:低价化合物在一定温度发生分解,转变为其相邻的高价氧化物,并析出金属的反应。
碳化物的碳势πc=RTlnac。
气相碳势>碳化物的碳势,则发生渗碳,相反金属内的碳气化,发生脱碳。
熔渣脱硫的条件:必须在能消除炉渣中的(FeO)或减低铁液氧势的条件进行。
氧势图横坐标T,纵坐标氧势π0=RTlnP O2/kj/mol,截距△rH mθ,斜率-△rS mθ,会有不同的P CO/P CO2等一系列氧势线交于T=0轴的一点c,斜率不同取决于P CO/P CO2,P CO/P CO2=1氧势线是RTlnP O2=△rG mθ即反应处于标准态的氧势线,其余为非标态。
特点:绝大多数氧化物向右上倾斜,水平S气》Sl>Ss,向右下倾斜2C(S)+O2=2CO,作用判明氧化物稳定性,其中位置越低者越稳定,越被氧化。
得到氧化物分解压。
氧化物相对稳定性及氧化还原反应的平衡温度。
CO及H2还原氧化物反应的平衡常数及还原开始温度。
Po2<1,△rGm>△rG mθ绕C点逆时针旋转,氧势线向上移,氧化物更不稳定。
氧势图作用:1、确定氧化物稳定性,2、确定氧化物分解压,3、确定氧化物稳定性及氧化还原反应的平衡温度,4、确定碳吸氢气还原氧化物反应的平衡常数及平衡温度。
脱氧:向钢液中加入氧亲和力比铁大的元素,使溶解于钢液中的氧转变为不溶解的氧化物,自钢液中排出称。
脱氧3种方法:沉淀脱氧:钢液中加入脱氧剂而形成脱氧产物能借自身的浮力或钢液的对流运动排出。
扩散脱氧:利用氧化铁很低的熔渣处理钢液,使钢液中氧经扩散进入熔渣中,而不断降低。
真空脱氧:利用真空的作用降低与钢液平衡的Pco,从而降低了钢液的氧和碳的含量。
回磷:在熔炼脱氧合金化及浇铸过程中,能形成酸性氧化物的元素,大量进入钢液中及炉渣碱度降低,均能破坏渣中的磷酸盐,(P2O5)发生还原,钢液中的磷量增加称。
影响脱磷因素:高氧化铁、高碱度即磷容量大的熔渣及时形成,是加强脱离的必要条件,低温有利于脱磷,金属熔池某些能提高磷活度系数的与元素存在。
影响脱硫的因素:炉渣的组成,金属液的组成,温度。
脱硫的条件:温度:高温,熔渣碱度:高碱度,炉缸的氧势:低氧势。
脱磷反应:氧化脱磷:氧化法是利用氧化剂使铁液中(P)氧化成PO,再与加入能降低其活度系数的脱磷剂,结合成稳定的复合化合物,而存于熔渣中。
氧化性渣表面张力主要取决于?表面O2-和正离子的作用,正离子静电势大的碱性氧化物表面张力较大(MnO2,FeO,CaO)。
FeO熔体表面活性物质有?CaF2,P2O5,TiO2。
泡沫渣?形成其必要条件?进入渣内的不溶解气体被分散在其中形成无数小气泡时,熔渣的体积膨胀,形成为液膜的密集排列的孔状结构称。
其形成与熔渣的起泡能力及泡沫的稳定性有关。
熔渣的组员扩散?系数比在金属液内的低一个数量级,10-10~10-11m2s-1因此,高温冶金反应过程的限制环节大都在熔渣内。
了解CO钢液内均相形核是否可能?为什么?当钢液中碳氧化形成的CO气泡核大于其临界核时,才能稳定形成、长大和排出,对于表面张力一定的钢液,临界核的半径与钢液的w[C]、w[O]过饱和有关。
过饱和度越大,则临界半径就越小,新相核就易于形成。
一般认为,钢液这种饱和度不高,由此形成的气泡核的半径却比较大,为了能形成如此大的临界气泡,需要在临界气泡内瞬时积累由碳氧化形成的CO分子数107~1010个。
这样大数目的分子数十难于靠局部浓度的起伏完成的。
为什么说“碳”是万能的还原剂:C的氧势图走向右下方,且与大多数金属氧化物的氧势线有交点。
判定氧化物稳定性的热力学方法:随着温度的升高,高价氧化物分解放出氧,转变为低温下稳定存在的相邻的高价的氧化物。
渣的氧化还原性取决于什么?是氧离子的活度么?不是,取决于渣中氧的化学势和金属液中氧的化学势的相对大小。
在T一定,渣及金属液组成一定时,只能FeO在渣中分配,(Fe2+)的伴随下,(O2-)才能有效进入金属液中用(FeO)的浓度或活度表示渣的氧化性。
钢水用高压气搅拌,搅拌剧烈(ðσ/ðx)x=0,dc↓传质效率?提高有效边界层内,尽管可用稳态扩散理论处理对流传质问题,但并不意味此层只有静止分子扩散,实际此层仍有紊流流动应该以等效观点理解dc有效边界层内传质结果和其个数值的分子扩散相当。
氧化物分解(还原)的逐级转变原则(会写反应):1、高价氧化物只能依次分解成为能与之平衡共存的次级低价氧化物2、在给定条件下,只有和金属平衡的氧化物才能分解出金属,3、不相邻的氧化物则不能平衡共存,不能用平衡常数来表述其关系。
有了铁为什么还要炼钢:以生铁为主要原料的氧化熔炼中,需要去除的元素和杂质,分为3类,1、高炉中过多还原的元素,如Si Mn 极特别是溶解的,2、有害于产品性能的杂质,如Ps及气体H N,3、在氧化过程中,由氧化作用引入的氧及其伴生的夹杂物,因此炼钢过程的主要反应式元素(Si Mn C P)的氧化,脱磷去气体(H N),脱氧剂调整钢液的成分,最后把化学成分合格的钢液浇铸成钢锭或连铸坯,便于轧钢。
炼钢的方法主要有哪些:以高炉铁水或铁浴融化还原铁水为主要原料的氧气炼钢法和以废钢为主要原料的电弧炼钢法,在氧气转炉炼钢法中,按照氧气吹入转炉内方式的不同,分别有顶吹氧气转炉炼钢和底炉吹氧气炼钢以及顶底复合吹氧炼钢。
试述影响元素氧化的热力学条件及影响因素:当熔池中多种元素共存时,一般是形成氧化物,MxOy氧势最小的元素首先氧化,而其氧化强度随温度的升高而减弱,元素的氧化顺序还将受活度变化的影响,因为(Po2(MxOy)=Kθ(a2/3 MxOy /a2x/y m)πo(MxOy)=△rG mθ+2/yRTln0MxOy-2x/yRTln m),故元素的浓度相同时,氧势较小的先氧化或者强烈氧化,而元素浓度不相同时,浓度高的其氧势较小,最先氧化。