金属材料的制备—冶金
冶金工程中的金属材料制备与处理
冶金工程中的金属材料制备与处理冶金工程是研究和应用金属材料的学科，涉及金属材料的制备、加工以及性能改善等方面。
金属材料是冶金工程中的核心，其制备与处理技术的发展对于现代工业的进步有着重要意义。
本文将从金属材料制备的基本原理，常见的制备方法，以及处理技术等方面进行论述。
一、金属材料制备的基本原理金属材料制备过程中的基本原理主要包括金属的途径形成和结晶行为。
金属的形成途径有两种，一种是地质过程，如矿石的形成；另一种是冶金过程，如金属的提取和冶炼。
金属在固态状态下具有晶体结构，通过加热和冷却等方式可以控制其晶体形貌和晶粒尺寸。
二、金属材料制备的常见方法1. 粉末冶金法：粉末冶金法是将金属或合金粉末压制成型，再进行烧结或热处理的一种制备方法。
其优点是可以得到具有高纯度和均匀组织的材料。
粉末冶金法广泛应用于金属粉末冶金制品、金属陶瓷制品和各种复合材料的制备。
2. 液相冶金法：液相冶金法是指将金属或合金在液态下进行熔化和制备的方法。
常见的液相冶金法有熔模铸造法、凝固锭法等。
这些方法可以制备大型和复杂形状的金属制品。
三、金属材料的处理技术金属材料制备完成后，还需要进行一系列的处理技术以改善其性能和使用价值。
常见的处理技术有热处理、表面处理和变形处理等。
1. 热处理：热处理是通过控制金属材料的加热和冷却过程，改变其组织结构和性能的一种方法。
常见的热处理方法包括退火、淬火、回火等。
热处理可以提高金属的硬度、强度和耐腐蚀性能。
2. 表面处理：表面处理是指对金属材料表面进行物理、化学或机械上的处理，以改变其表面特性的方法。
常见的表面处理方法有电镀、喷涂、陶瓷涂层等。
表面处理可以提高金属的耐磨性、耐腐蚀性和装饰性。
3. 变形处理：变形处理是通过塑性变形改变金属材料的组织结构和性能。
常见的变形处理方法有压力加工、轧制、拉伸等。
变形处理可以提高金属的强度、韧性和塑性。
综上所述，冶金工程中的金属材料制备与处理是冶金学的重要内容。
冶金原理的概念
冶金原理的概念冶金原理是指研究金属材料的制备、加工及性能形成规律的科学理论。
其多种学科交叉和互相渗透，包括物理学、化学、热力学、动力学、材料科学等诸多学科知识。
冶金原理旨在深入探究金属材料的基本结构、组织与性能之间的相互关系，为相关材料的加工和应用提供科学依据与物理基础。
冶金原理的学科特点总体上具有两个层次，一是具有相对雄厚的基础理论，并穿插于多个学科，如化学、热力学、力学等进行研究；而二是具有强烈的应用性，在金属材料各领域中有重要的应用价值。
冶金原理在金属材料的制备方面涉及多个方面，包括原料选择、熔炼、合金化、过程控制等。
其中熔炼是最为重要的步骤之一。
熔炼涉及到化学反应、热力学和动力学过程，如供能、加热、传热、反应动力学、传质和相变等。
另外，熔金过程中的密封、保护和稳定生产也是冶金原理必须考虑的问题。
冶金原理在金属材料的加工方面，同样涉及多个方面，包括塑性变形、热处理、表面处理等。
其中重要的方面是塑性变形。
塑性变形是指质点在外力作用下发生的变形，是金属物理学和机械学研究的关键问题之一。
冶金原理中的塑性变形理论可以用于控制金属材料中的晶粒与尺寸等变形相关的因素。
冶金原理在金属材料的性能形成方面，主要包括热力学、动力学、组织与结构、晶体界面等多个方面。
金属材料的性能常常是通过其组织与微观结构所决定的，如晶体轻松度、形变硬化及硬度、塑性、韧性、抗疲劳性、耐腐蚀性及磨损性等，均是冶金原理中所探讨的具体内容。
冶金原理的其他应用领域还包括材料分析和检测、有限元分析和模拟等，同时也涉及基于材料组织结构的工程基本材料设计等方面。
总之，冶金原理是研究金属材料制备、加工和性能形成规律的科学体系，它广泛应用于冶金、机械、汽车、电子、航天、石油化工等产业，对产业发展和现代经济的发展都有很重要的意义。
《金属工艺学》课程笔记 (2)
《金属工艺学》课程笔记第一章绪论一、金属工艺学概述1. 定义与重要性金属工艺学是研究金属材料的制备、加工、性能、组织与应用的科学。
它对于工程技术的进步和工业发展至关重要，因为金属材料在建筑、机械、交通、电子、航空航天等几乎所有工业领域都有广泛应用。
2. 研究内容（1）金属材料的制备：包括金属的提取、精炼、合金化等过程，以及铸造、粉末冶金等成型技术。
（2）金属材料的加工：涉及金属的冷加工（如轧制、拉伸、切削）、热加工（如锻造、热处理）、特种加工（如激光加工、电化学加工）等。
（3）金属材料的性能：研究金属的物理性能（如导电性、热导性）、化学性能（如耐腐蚀性）、力学性能（如强度、韧性）等。
（4）金属材料的组织与结构：分析金属的晶体结构、相变、微观缺陷、界面行为等。
（5）金属材料的应用：研究金属材料在不同环境下的适用性、可靠性及寿命评估。
3. 学科交叉金属工艺学是一门多学科交叉的领域，它与物理学、化学、材料学、力学、热力学、电化学等学科有着紧密的联系。
二、金属工艺学发展简史1. 古代金属工艺（1）铜器时代：人类最早使用的金属是铜，掌握了简单的铸造技术。
（2）青铜器时代：铜与锡的合金，青铜，使得工具和武器的性能得到提升。
（3）铁器时代：铁的发现和使用，推动了农业和手工业的发展。
2. 中世纪至工业革命（1）炼铁技术的发展：如鼓风炉、熔铁炉的发明，提高了铁的产量。
（2）炼钢技术的进步：如贝塞麦转炉、西门子-马丁炉的出现，实现了钢铁的大规模生产。
3. 近现代金属工艺（1）20世纪初：金属物理和金属学的建立，为金属工艺学提供了理论基础。
（2）第二次世界大战后：金属材料的快速发展，如钛合金、高温合金的出现。
4. 当代金属工艺（1）新材料的开发：如形状记忆合金、超导材料、金属基复合材料等。
（2）新技术的应用：如计算机模拟、3D打印、纳米技术等。
三、金属工艺学在我国的应用与发展1. 古代金属工艺的辉煌（1）商周时期的青铜器：技术水平高超，工艺精美。
第一篇 金属材料的制备与加工工艺
一、生铁冶炼
2、高炉设备及工艺过程
一、生铁冶炼
2、高炉设备及工艺过程
图 5-4 高炉内型示意图
炼 铁 高 炉 的 结 构
炼铁工业设备图
炼铁工业设备图
一、生铁冶炼
铁 矿 石 熔 剂 焦 炭
2、高炉设备及工艺过程
上料机
喷吹 燃料罐
燃料 高炉
热风 热风炉
冷风 鼓风机
空气
炉渣
生铁
煤气
水 渣
渣 棉
矿石中的磷主要以(CaO)3P2O5[Ca3(PO4)2]的形 式存在，磷酸钙在1200~1500℃以固体碳为还原剂 发生直接还原反应，反应为： (CaO)3P2O5+5C=3CaO+2P+5CO 而SiO2存在，又能与磷酸钙中的CaO相结合， 使P2O5游离出来，从而加速磷酸钙的还原，反应为： 2(3CaO· 2O5)+3SiO2=3(2CaO· 2)+2P2O5 P SiO 2P2O5+10C=4P+10CO 被还原出来的磷除小部分挥发外都溶入铁中， 还原出来的磷与铁结合生成Fe2P或Fe3P并溶于生铁 中，因此控制生铁含磷量的唯一方法是控制炉料的 含磷量。
一、生铁冶炼
1、炼铁的原料
（2）熔剂
作用：
降低脉石熔点，生成熔渣； 去硫
种类：
通常用碱性熔剂石灰石
要求：
碱性氧化物高（CaO+MgO）＞50%，酸性氧化物低(SiO2+Al2O3） ≤3.5% P、S低，强度高，粒度均匀，一般25~75mm，最好与矿石粒度一 致
一、生铁冶炼
1、炼铁的原料
一、生铁冶炼
（2） 高炉渣
冶金技术的概念
冶金技术的概念冶金技术是一门研究金属材料的提取、精炼、加工和应用等工程技术学科。
它主要关注的是金属材料的制备、性能调控和工艺控制等方面，旨在为实现材料的高质量、高效率和能耐性能提供科学依据和技术支持。
冶金技术的研究对象是金属材料及其合金。
金属材料具有良好的导电、导热、韧性和塑性等优良性能，广泛应用于建筑、交通、能源、机械制造等领域。
然而，金属材料的原料资源有限，生产过程中会受到能源消耗、环境污染、成本等问题的制约。
因此，冶金技术的发展是为了改进金属材料生产过程，提高资源利用率，减少能源消耗和环境污染。
冶金技术的基本内容可以概括为金属的提取、精炼和加工三个环节。
首先是金属的提取。
不同的金属材料来源于地壳中不同的矿石，冶金技术研究如何从矿石中提取所需的金属元素。
这一过程主要包括的步骤有矿石选矿、矿石破碎、矿石磨矿、矿石浮选等。
冶金技术通过开发新的选矿工艺、优化破碎和磨矿设备等手段，提高提取效率和经济效益。
其次是金属的精炼。
提取出的金属元素往往会掺杂着其他杂质元素，通过冶金技术的精炼工艺，可以将其纯度提高到所需的水平。
金属精炼的常用方法包括火法、湿法和电法等。
火法包括熔炼、热还原和化学蒸发等过程，湿法是利用溶液提取、萃取和电解等方法进行金属的分离和纯化，电法则是利用电解过程进行纯金属的得到。
冶金技术通过改进精炼工艺和设备，探索新的精炼方法，提高金属的纯度和品质。
最后是金属的加工。
金属材料在制备和精炼之后，需要经过加工工艺才能得到所需的形状和性能。
传统的金属加工工艺包括锻造、轧制、挤压、拉伸等，现代金属加工工艺则包括粉末冶金、表面处理、焊接和成型等。
冶金技术在金属加工方面的研究重点是探究金属的变形行为、组织演变规律和加工工艺参数对材料性能的影响，以实现金属的高强度、高韧性和高耐蚀性。
除了金属的提取、精炼和加工，冶金技术还涉及金属材料的应用和管理等方面。
金属材料的应用广泛，冶金技术研究如何根据不同领域的需求，通过改进材料配方、调控组织和优化加工工艺，提供满足具体应用要求的金属材料。
现代金属材料的制备与成型技术
现代金属材料的制备与成型技术一、金属材料的制备技术：1.熔炼法：熔炼法是制备金属材料最常用的方法之一、它通过将金属原料加热至熔化状态，然后通过冷却凝固形成所需形状的材料。
熔炼法可分为电熔法、真空熔炼法、坩埚熔炼法等。
2.粉末冶金法：粉末冶金是一种将金属粉末通过成形与烧结来制备金属材料的方法。
该方法不需要熔化金属，可直接使用金属粉末，在高压下成型成所需形状，然后通过烧结得到金属材料。
3.化学法：化学法是一种利用化学反应来制备金属材料的方法。
常见的化学法包括电解法、沉积法和溶液法等。
这些方法通过将溶解金属离子的溶液与适当的反应剂反应，使金属离子还原成金属固体。
4.气相沉积法：气相沉积法是一种利用高温高压条件下，使金属原料气化后沉积在衬底上的方法。
这种方法可以制备薄膜、纤维等金属材料。
二、金属材料的成型技术：1.锻造成型：锻造是一种将金属材料加热至一定温度后施以一定的力使金属发生塑性变形，从而得到所需形状的方法。
锻造可分为自由锻造、模锻造和挤压锻造等。
2.压力成型：压力成型是一种利用压力来使金属材料发生塑性变形，从而得到所需形状的方法。
常见的压力成型包括挤压、拉伸、连续模锻等。
3.粉末冶金成型：粉末冶金成型技术是指利用金属粉末进行成型的方法。
通过将金属粉末与适当的粘结剂混合，然后在高压下成形。
最后通过烧结将金属粉末与粘结剂固化在一起，得到所需形状的金属成品。
4.焊接与连接：焊接是一种将两个或多个金属材料通过加热、溶解或者高压连接在一起的方法。
常见的焊接方法有电弧焊接、气焊、激光焊接等。
除了焊接外，还有螺纹连接、铆接和胶粘连接等方法。
三、现代金属材料的设备与工具：1.熔炉：熔炉是用于将金属原料熔化的设备，它可以提供高温条件，使金属原料达到熔点，进行熔炼制备。
2.成型机床：成型机床是用于金属材料成型的机床设备，如锻压机、冲床、拉伸机等。
它们通过施加力或者压力，使金属发生塑性变形，得到所需形状。
3.烧结炉：烧结炉是用于粉末冶金制备的设备，它可以将金属粉末在高温条件下烧结成一体。
金属材料工程与冶金工程
金属材料工程与冶金工程金属材料工程与冶金工程是两个紧密相关的学科，都是研究金属材料的制备、加工、性能、应用等方面的科学。
它们是现代工业中不可或缺的学科，对于推动国民经济的发展和科技进步有着举足轻重的作用。
金属材料工程主要研究金属材料的制备、加工和性能等方面。
金属材料是现代工业生产中最为重要的材料之一，广泛用于制造航空、汽车、电子、建筑等各个领域。
金属材料工程的研究内容包括金属材料的物理、化学性质，金属材料的加工工艺，金属材料的性能优化等方面。
工程师们通过研究金属材料的结构、组织、性能等方面的信息，来提高金属材料的使用性能和降低生产成本。
金属材料工程是一门综合性学科，涉及到的知识领域非常广泛，需要工程师们具备扎实的理论基础和丰富的实践经验。
冶金工程则是研究冶炼金属的工程学科。
冶金工程的研究领域包括冶炼原理、冶炼工艺、冶金设备的设计与制造、冶金工业的自动化控制等方面。
在冶金工程中，工程师们需要通过研究金属材料的物理、化学性质，来确定最优的冶炼工艺和冶炼设备的设计参数。
冶金工程是一门具有挑战性的学科，需要工程师们具备一定的创新能力和实践经验。
金属材料工程和冶金工程是相辅相成的，它们之间的关系非常密切。
在金属材料工程中，工程师们需要研究金属材料的制备工艺和性能，而这些工艺离不开冶金工程中提供的金属冶炼技术。
同时，在冶金工程中，工程师们需要研究金属材料的物理、化学性质，来确定最优的冶炼工艺和冶炼设备的设计参数。
除了在实践应用中，金属材料工程和冶金工程也有很多的理论研究。
例如，金属材料工程中研究金属材料的组织和性能之间的关系，以及不同加工工艺对金属材料性能的影响等方面的问题；而冶金工程中则研究金属材料的冶炼原理、冶炼工艺、金属材料的相变等方面的问题。
金属材料工程和冶金工程是两门极其重要的学科，它们的研究内容涉及到金属材料的制备、加工、性能、应用等方方面面，对于推动现代工业的发展和科技进步有着不可替代的作用。
金属材料制备工艺
金属材料制备工艺一、引言金属材料是工业生产中应用广泛的材料之一，其制备工艺对材料的性能和质量具有重要影响。
本文将介绍金属材料制备的一般工艺流程及常见的制备方法。
二、金属材料制备工艺流程金属材料的制备工艺一般包括原料准备、熔炼、铸造、加热处理和成形等环节。
1. 原料准备金属材料的原料通常是金属矿石或金属化合物。
在原料准备环节，需要对原料进行选矿、破碎、粉碎等处理，以获得具备一定纯度和颗粒度的原料。
2. 熔炼熔炼是将金属原料加热至熔点并使其熔化的过程。
常用的熔炼方法包括电弧炉熔炼、电感炉熔炼、氩弧熔炼等。
通过熔炼，可以得到液态金属。
3. 铸造铸造是将熔融金属倒入预先准备好的铸型中，并使其冷却凝固，获得所需形状的金属制品。
铸造方法主要包括砂型铸造、金属型铸造、压铸等。
铸造工艺的选择与所需制品的形状、尺寸和性能要求密切相关。
4. 加热处理加热处理是指对铸件或其他金属制品进行加热和冷却处理，以改变其组织结构和性能。
常用的加热处理方法有退火、淬火、正火等。
加热处理可以提高金属制品的硬度、强度、耐磨性等性能。
5. 成形成形是通过机械加工或其他方法将金属材料加工成所需形状和尺寸的工艺。
常见的成形方法有锻造、轧制、拉伸、冲压等。
成形工艺可以进一步改善金属材料的性能，并满足不同应用的需求。
三、常见的金属材料制备方法除了一般的工艺流程外，金属材料的制备还有一些特殊的方法和技术。
1. 粉末冶金粉末冶金是指利用金属粉末作为原料，通过混合、压制和烧结等工艺制备金属制品的方法。
粉末冶金可以制备出具有特殊形状和复杂结构的金属制品，并具有较高的密度和机械性能。
2. 电化学方法电化学方法是利用电解池中的电流和电解质溶液对金属进行电解、沉积或溶解的方法。
通过电化学方法可以制备出具有高纯度、均匀性好的金属材料。
3. 薄膜制备薄膜制备是一种制备薄膜材料的方法，常用于制备金属薄膜、合金薄膜等。
常见的薄膜制备方法有物理气相沉积、化学气相沉积、溅射沉积等。
铁的提取与制备
铁的提取与制备随着工业和科学技术的发展，铁作为一种重要的金属材料，被广泛应用于建筑、制造、交通等众多领域。
铁的提取与制备是指从铁矿石中分离出纯铁的过程，本文将探讨铁的提取与制备的方法和过程。
一、铁的提取方法1.1 高炉法高炉法是目前最常用的铁的提取方法之一。
该方法将铁矿石与焦炭、石灰石等原料一同放入高炉中，并通过加热使其发生化学反应。
在高炉内，铁矿石经过还原反应生成铁的熔融物质，再通过净化和冶炼等工艺步骤，最终得到纯铁。
1.2 直接还原法直接还原法是另一种常用的铁的提取方法。
该方法主要采用煤炭或天然气等还原剂直接将氧化铁还原成金属铁。
直接还原法相对于高炉法而言，工艺简单，能耗低，适用于小规模生产。
1.3 湿法冶金法湿法冶金法是一种将铁矿石进行湿法分解、浸出和沉淀等处理，提取出铁的方法。
该方法通常应用于难以通过干法处理的矿石类型。
湿法冶金法的优势在于可分离出高纯度的铁。
二、铁的制备过程2.1 铁的提取铁的提取是指将铁矿石中的铁元素分离出来的过程。
根据不同的提取方法，如高炉法、直接还原法或湿法冶金法，进行相应的操作，以得到铁的熔融物质或溶液。
2.2 炼铁炼铁是将铁的熔融物质或溶液经过净化和冶炼等步骤，得到纯铁的过程。
在高炉法中，熔融物质经过除杂、炼化等工艺处理，最终产出高品质的铁。
在直接还原法中，通过除杂和提纯等工艺，得到纯度较高的金属铁。
2.3 铁的制备铁的制备是指将得到的纯铁材料进行加工和处理，以满足不同工业领域的需求。
包括铸造、热处理、锻造等工艺，以及根据具体应用需要的切割、焊接等加工操作。
三、铁的用途铁作为一种基础金属材料，在各个领域中具有广泛的应用。
以下是铁的几个主要用途：3.1 建筑和基础设施铁结构广泛应用于建筑、桥梁、道路和其他基础设施的构造中。
它的高强度和耐久性使其成为承受重力和外部压力的理想选择。
3.2 制造业铁在制造业中有着重要的地位。
它被用于制造机械设备、汽车、船舶和飞机等重要工业产品。
金属材料工程与冶金工程
金属材料工程与冶金工程金属材料工程与冶金工程是两个紧密相关的领域，它们都涉及到金属材料的制备、加工、性能研究和应用等方面。
本文将从这两个领域的基本概念、发展历程、研究内容和应用前景等方面进行探讨。
一、金属材料工程的基本概念和发展历程金属材料工程是一门研究金属材料制备、加工、性能和应用的学科。
它涉及到金属材料的物理、化学、力学、热力学等多个方面，是现代工程技术中不可或缺的一部分。
金属材料工程的发展历程可以追溯到古代，但是真正成为一门独立的学科还是在20世纪初期。
随着工业化的发展，金属材料的需求量越来越大，对金属材料的性能和质量的要求也越来越高，这促进了金属材料工程的发展。
目前，金属材料工程已经成为一个非常成熟的学科，涉及到的领域非常广泛，包括金属材料的制备、加工、性能研究和应用等方面。
二、冶金工程的基本概念和发展历程冶金工程是一门研究金属的提取、精炼和制备等方面的学科。
它是金属材料工程的一个重要分支，也是现代工程技术中不可或缺的一部分。
冶金工程的发展历程可以追溯到古代，但是真正成为一门独立的学科还是在20世纪初期。
随着工业化的发展，金属的需求量越来越大，对金属的纯度和质量的要求也越来越高，这促进了冶金工程的发展。
目前，冶金工程已经成为一个非常成熟的学科，涉及到的领域非常广泛，包括金属的提取、精炼、制备和应用等方面。
三、金属材料工程和冶金工程的研究内容金属材料工程和冶金工程都是研究金属材料的制备、加工、性能和应用等方面的学科，但是它们的研究内容有所不同。
金属材料工程主要研究金属材料的制备、加工和性能等方面，包括金属材料的物理、化学、力学、热力学等多个方面。
金属材料工程的研究内容包括金属材料的制备技术、金属材料的加工技术、金属材料的性能测试和评价等方面。
冶金工程主要研究金属的提取、精炼和制备等方面，包括金属的物理、化学、热力学等多个方面。
冶金工程的研究内容包括金属的提取技术、金属的精炼技术、金属的制备技术等方面。
金属粉末的应用及作用
金属粉末的应用及作用金属粉末是将金属材料制成颗粒状的细粉末，其应用十分广泛。
在以下方面，金属粉末发挥着重要的作用：一、冶金材料制备：1. 金属粉末可以用于冶金材料的合成和制备。
通过金属粉末的高温烧结或压制成形，可以得到高纯度的金属或合金材料。
例如，金属粉末在制备硬质合金、不锈钢、超硬材料等领域有着重要的应用。
2. 金属粉末还可以用于电解铜、电解铁等冶金过程中的电极材料。
金属粉末具有高电导率和良好的电化学性能，能够提高电解过程的效率。
二、金属陶瓷制备：1. 金属粉末被广泛应用于金属陶瓷的制备。
金属粉末与陶瓷粉末经过混合、压制和烧结等工艺，可以得到金属陶瓷材料。
金属陶瓷具有金属的导热性和良好的机械性能，同时还具备陶瓷的耐腐蚀性和耐磨性，在航空、航天、汽车等领域有着广泛的应用。
2. 金属粉末还可以用于制备功能性陶瓷材料，如氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷等。
这些陶瓷材料具有高温、耐腐蚀等特性，在电子器件、化工设备等领域应用广泛。
三、粉末冶金材料制备：1. 金属粉末可以用于粉末冶金材料的制备。
粉末冶金是将金属粉末通过压制成型和高温烧结等工艺，制备出具有特定形状和性能的零件或构件。
这种制备方法避免了传统冶金方法中的熔化和浇注等工艺，能够实现复杂形状和多孔材料的制备。
粉末冶金材料广泛应用于汽车、航空、军工等领域，如发动机零件、齿轮、轴承等。
2. 金属粉末还可以用于制备金属粉末注射成型（Metal Powder Injection Molding，简称MIM）材料。
MIM是将金属粉末与聚合物混合，经过注射成型和烧结等工艺，制备出具有复杂形状和高精度的金属零件。
MIM技术具有高效、经济的特点，广泛应用于电子、医疗器械、钟表等行业。
四、涂层材料制备：1. 金属粉末可以用于制备金属涂层材料。
金属粉末与粉末喷涂剂经过特定工艺喷涂在被涂物表面，形成致密的金属涂层。
这种涂层可以提供良好的耐磨、耐腐蚀性能，广泛用于汽车、船舶、建筑等领域。
金属材料的冶炼ppt课件
▪ 粗铅熔析除铜所得到的铜 含铅要高于0.06％。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
➢ 主要讲解钢铁冶炼和有色金 属冶炼。
概述
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第1章
金属材料的制备
冶金工艺
1.1 冶金工艺
金属冶金按其原理可划分为：火法冶金(又称干 法冶金) 、湿法冶金、电冶金三大基本类型。
第1章 金属材料的制备
1.2 钢铁冶金
钢铁冶炼
铸造生铁
铁矿石
炼铁
炼钢
铸锭
轧制
钢材
一 炼铁： 铁矿石（化合态）→铁单质（游离态）
（1）基本反应原理： 3CO+
高温
Fe2O3=====2Fe+3CO2
利用氧化还原反应，在高温下，用还原剂（主要 是CO)从铁矿石中还原出铁。
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2 . 固-液分离：将浸出液与残渣分离成液相和固相。 3. 溶液净化 ：分离掉杂质，净化和富集溶液。 4. 提取金属或化合物：利用电解、化学置换和加压氢还原
等方发提取金属或化合物。
▪ 在有色金金属、稀有金属及贵金属的冶金中占重要地位。
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冶金工程专业课程
冶金工程专业课程冶金工程是一门研究金属材料加工与利用的学科，其专业课程涵盖了金属材料的性能、制备、加工、应用等方面。
本文将从不同角度介绍冶金工程专业课程的内容和意义。
一、金属材料性能课程金属材料性能课程是冶金工程专业的基础课之一。
该课程主要介绍金属材料的基本性能，包括机械性能、物理性能、化学性能等方面。
学生通过学习金属材料的性能特点，能够理解金属材料的内在规律，为后续的课程打下基础。
二、金属材料制备课程金属材料制备课程是冶金工程专业的核心课程之一。
该课程主要介绍金属材料的制备方法，包括冶炼、铸造、热处理等方面。
学生通过学习金属材料的制备过程，掌握金属材料的制备技术，能够根据不同的需求选择合适的制备方法。
三、金属材料加工课程金属材料加工课程是冶金工程专业的实践课程之一。
该课程主要介绍金属材料的加工方法，包括锻造、轧制、拉伸等方面。
学生通过学习金属材料的加工过程，掌握金属材料的加工技术，能够根据不同的需求选择合适的加工方法，提高金属材料的性能。
四、金属材料应用课程金属材料应用课程是冶金工程专业的综合课程之一。
该课程主要介绍金属材料的应用领域，包括航空航天、汽车制造、建筑等方面。
学生通过学习金属材料的应用案例，了解金属材料在实际工程中的应用情况，能够根据不同的应用需求选择合适的金属材料。
五、金属材料检测课程金属材料检测课程是冶金工程专业的实验课程之一。
该课程主要介绍金属材料的检测方法，包括金相显微镜、扫描电镜等方面。
学生通过学习金属材料的检测技术，能够对金属材料进行有效的检测和评估，确保金属材料的质量。
六、金属材料理论课程金属材料理论课程是冶金工程专业的理论基础课程之一。
该课程主要介绍金属材料的理论知识，包括晶体结构、相变规律等方面。
学生通过学习金属材料的理论知识，能够深入理解金属材料的本质，为后续的研究和创新提供理论支持。
通过以上介绍，我们可以看出，冶金工程专业课程的内容非常丰富多样。
这些课程不仅涵盖了金属材料的基本性能、制备、加工、应用等方面，还包括了实验和理论两个方面的内容。
材料工程基础-第1章金属材料的制备--冶金
①矿石准备
选矿 焙烧 烧结(球化) 不加添加剂的焙烧，也称煅烧： I、分解矿石，如石灰石化学加工制成氧化钙，同时 制得二氧化碳气体； II、活化矿石，目的在于改变矿石结构，使其易于分 解，例如：将高岭土焙烧脱水，使其结构疏松多孔， 易于进一步加工生产氧化铝；
1.1 冶金工艺
1.2 钢铁冶炼
一、生铁冶炼 ㈠炼铁的原料 ①铁矿石 ②熔剂，用于除去SiO2CaOHgOAlO3。熔炼时，熔剂 和杂质生产密度较低的炉渣，浮于铁水表面 ③耐火材料。耐火度不低于1580℃的无机非金属材料 ④燃料。主要是焦炭，提供热量和还原剂
1.2 钢铁冶炼
一、生铁冶炼 ㈠炼铁的原料①铁矿石
1.2 钢铁冶炼
的化合物析出或造
渣。
◆ 物理法 基于在两相平衡时杂质和主金属在两相
间分
配比的不同。
◇ 利用粗金属凝固或熔化过程中，粗金属中的杂质和主金
属在液–固两相间分配比的不同——熔析精炼、区域精
炼（区域熔炼）。
◇ 利用杂质和主金属蒸气压的不同，因而粗金属蒸发过程
中，其易蒸发的组份将主要进入气相，与难蒸发组分分
离——蒸馏精炼、升华精炼。
1.1 冶金工艺
㈠、火法冶金的基本过程 ③精炼
利用主金属与杂质的物理和化学性质的差异， ◆ 形成与主金属不同的新相，将杂质富集于其中；
◆ 或者：将主金属全部转移至新相，而使杂质残留下
来。
1.1 冶金工艺
㈡、火法冶金的主要方法
◆ 化学法 基于杂质与主金属化学性质的不同，加
入某
种反应剂使之形成某种难溶于金属
1.1 冶金工艺
三、电冶金 ㈠电热熔炼 ②电磁熔炼 以电磁热流体力学理论为基础，研究冶金过程和 材料制备的科学。它是借助电流、磁场所形成的 电磁力，对冶金（材料制备）过程中金属的表面 形态、流动、传质、化学反应、结晶等过程施加 影响，以便控制其变化或反应过程。
金属材料及制备加工工艺
金属材料及制备加工工艺金属材料是一种常见的工程材料，被广泛应用于建筑、汽车、航空航天等领域。
它具有优异的力学性能、导电性能和热传导性能，同时也可以通过不同的加工工艺进行制备和加工。
本文将介绍金属材料的基本概念、常见的金属制备工艺以及加工工艺，并探讨其对材料性能的影响。
一、金属材料的基本概念金属是一类化学元素，具有典型的金属特性，如良好的导电性、热导性、延展性和可塑性。
金属材料由纯金属和合金两类组成。
纯金属指的是仅由一种金属元素组成的材料，如铜、铁、铝等。
而合金是由两个或多个金属元素以及非金属元素组成的材料，如不锈钢、合金钢等。
二、金属材料的制备工艺金属材料的制备主要分为两大类：冶金法和物理法。
1. 冶金法冶金法是指利用冶金工艺将金属矿石等进行熔炼、抽取、精炼等过程，制得纯金属或合金的方法。
常见的冶金法包括高炉法、电解法和氧化铝电解法等。
高炉法适用于铁矿石的冶炼，通过高温熔炼将矿石中的杂质去除，得到纯净的铁原料。
电解法适用于锌、铝等金属的冶炼，利用电解原理将金属从其盐类中析出。
氧化铝电解法则用于铝的冶炼，通过电解熔融的氧化铝制得纯铝。
2. 物理法物理法是指通过物理手段改变金属材料的晶体结构和形态，从而改善其性能。
常见的物理法包括挤压、轧制、拉伸和锻造等。
挤压是将金属材料置于挤压机中，利用压力将其挤压成所需的形状。
轧制则是通过辊轧将金属材料加工成板、带、条等形状。
拉伸是将金属材料置于拉伸机中，利用拉力使其产生塑性变形，从而改变其形状和性能。
锻造是将金属材料加热至一定温度后，利用冲击或挤压力将其塑性变形成所需形状。
三、金属材料的加工工艺金属材料经过制备后需要进行进一步的加工才能满足实际需求。
常见的金属加工工艺包括切割、焊接、冲压和铸造等。
1. 切割切割是指将金属材料切割成所需尺寸和形状的工艺。
常见的切割方法有机械切割、火焰切割和激光切割等。
机械切割适用于较薄的金属材料，通过切割机械进行锯切、剪切等。
火焰切割则是利用高温火焰将金属材料局部加热至熔化，并利用氧气吹切割缝隙，实现切割目的。
钢铁冶金原理
钢铁冶金原理钢铁冶金是指利用矿石和其他原材料，通过高温熔炼和精炼的过程，将铁矿石中的铁元素提取出来，并添加其他合金元素，最终制成钢铁产品的工艺过程。
钢铁作为重要的金属材料，在现代工业生产和建设中起着不可替代的作用。
钢铁冶金原理是钢铁生产的基础理论，了解和掌握钢铁冶金原理对于提高钢铁生产的质量和效率具有重要意义。
首先，钢铁冶金原理涉及到的基本原理是金属矿石的熔炼和精炼。
金属矿石经过选矿和破碎后，首先要进行熔炼，将其加热至高温使其熔化，然后通过物理或化学方法将金属元素从矿石中提取出来。
在钢铁冶金中，主要是提取铁元素，因此熔炼的过程是非常关键的。
熔炼后，还需要进行精炼，通过去除杂质和控制合金成分的方法，使得最终的钢铁产品达到所需的化学成分和性能要求。
其次，钢铁冶金原理还涉及到金属合金的制备和调控。
钢铁产品通常是铁和其他合金元素的混合物，通过控制不同合金元素的含量和比例，可以获得不同性能和用途的钢铁产品。
例如，通过添加碳元素可以提高钢铁的硬度和强度，通过添加铬、镍等元素可以提高钢铁的耐腐蚀性能。
因此，了解不同合金元素对钢铁性能的影响，以及合金元素的添加和调控原理，对于钢铁冶金工艺的优化和改进至关重要。
最后，钢铁冶金原理还包括金属材料的相变和组织控制。
在钢铁冶金过程中，金属材料会经历固溶、析出、晶粒长大等相变过程，同时也会形成不同的金相和组织结构。
这些相变和组织结构对钢铁的性能和用途有着重要影响。
因此，掌握金属材料的相变规律和组织控制原理，可以指导钢铁生产过程中的热处理和工艺控制，从而获得理想的钢铁产品。
总之，钢铁冶金原理是钢铁生产过程中的基础理论，涉及到矿石熔炼、合金制备、相变组织控制等多个方面。
了解和掌握钢铁冶金原理，可以指导钢铁生产工艺的优化和改进，提高钢铁产品的质量和性能，满足不同领域的需求。
同时，钢铁冶金原理也是现代金属材料科学的重要组成部分，对于推动金属材料领域的研究和发展具有重要意义。
金属材料的制备冶金
第一章金属材料的制备—冶金．本章内容及要求1. 本章共三节，教授课时2 学时，通过本章学习，要掌握金属材料的三种冶金方法的工艺过程、特点及应用。
1.1 冶金工艺1.2 钢铁冶金1.3 有色金属冶炼2. 重点是生铁冶炼的过程（包括冶炼的方法，使用的原料及各自的作用，主要装置，以及主要的物理化学过程）和炼钢的基本过程（元素的氧化，脱硫，脱磷，脱氧，合金化）。
3. 难点：生铁冶炼过程中高炉中发生的物理化学变化。
4. 要求：①掌握常用的冶金方法，以及各自的特点；②掌握生铁冶炼的过程；③掌握炼钢的基本过程；④了解铜的冶炼工艺过程；⑤了解金属铝电冶金的原因和工艺过程。
具体内容第一节冶金工艺1.1.1冶金冶金的定义：关于矿产资源的开发利用和金属材料生产加工过程的工程技术。
冶金的原因和目的：地球上已发现86 种金属元素，除金、银、铂等金属元素能以自然状态存在外，其他绝大多数金属元素都以氧化物（例如Fe2O3）、硫化物（例如CuS）、砷化物（例如NiAs ）、碳酸盐（例如FeCQ）、硅酸盐（例如CuSiO3 2H2O）、硫酸盐（例如CuSO4 5H2O）等形态存在于各类矿物中。
因此，要获得各种金属及其合金材料，必须首先通过各种方法将金属元素从矿物中提取出来，接着对粗炼金属产品进行精炼提纯和合金化处理，然后浇注成锭，轧制成材，才能得到所需成分、结构、性能和规格的金属材料。
1.1.2冶金的方法冶金工艺可以分为火法冶金、湿法冶金和电冶金三大类1.1.2.1火法冶金火法冶金：利用高温从矿石中提取金属或其化合物的方法。
特点：火法冶金是生产金属材料的重要方法，钢铁及大多数有色金属（铝、铜、镍、铅、锌等）材料主要靠火法冶金工艺生产。
用火法冶金方法提取金属的成本较低，所以，火法冶金是生产金属材料的主要方法。
缺点：火法冶金存在的主要问题是污染环境。
1．火法冶金的基本过程火法冶金通常包括矿石准备、冶炼和精炼三个过程。
（1）矿石准备采掘的矿石含有大量无用的脉石，需要经过选矿以获得含有较多金属元素的精矿。
粉末冶金工艺流程
粉末冶金工艺流程粉末冶金是一种利用金属粉末或者金属粉末与非金属粉末混合后，再经过成形和烧结等工艺制备金属材料的工艺方法。
粉末冶金工艺流程包括原料制备、混合、成型、烧结和后处理等几个主要步骤。
首先，原料制备是粉末冶金工艺流程的第一步。
在原料制备过程中，需要选择合适的金属粉末和非金属粉末作为原料，并对原料进行粉碎、筛分和混合等处理，以保证原料的均匀性和适应性。
接下来是混合步骤。
在混合过程中，将金属粉末和非金属粉末按一定的配比混合均匀，以确保成品的化学成分和性能达到要求。
混合过程中需要注意控制混合时间和混合方式，以避免原料的分层和堆积现象。
成型是粉末冶金工艺流程的第三步。
在成型过程中，将混合后的粉末通过压制或注射成型等方式，制备成所需形状的坯料。
成型过程中需要注意控制成型压力、温度和速度等参数，以保证坯料的密度和形状的精度。
烧结是粉末冶金工艺流程的第四步。
在烧结过程中，将成型后的坯料在高温条件下进行烧结，使粉末颗粒之间发生扩散和结合，最终形成致密的金属材料。
烧结过程中需要控制烧结温度、气氛和时间等参数，以确保成品的密度和性能达到要求。
最后是后处理步骤。
在后处理过程中，对烧结后的成品进行表面处理、热处理和精密加工等工艺，以提高成品的表面质量和机械性能，最终得到符合要求的粉末冶金制品。
总的来说，粉末冶金工艺流程包括原料制备、混合、成型、烧结和后处理等几个主要步骤。
通过精心控制每个步骤的工艺参数，可以制备出具有优异性能和复杂形状的金属材料，广泛应用于汽车、航空航天、医疗器械和电子等领域。
粉末冶金工艺的发展将为材料制备和加工领域带来新的机遇和挑战。
金属材料的制备工艺和技术
金属材料的制备工艺和技术一、金属材料的分类1.金属元素：铁、铜、铝、锡、铅等2.合金：由两种或两种以上的金属与非金属经一定方法合成二、金属材料的制备工艺a.火法冶炼：如高炉炼铁、反射炉炼铜等b.湿法冶炼：如硫酸化法炼铜、氰化法炼金等2.铸造：将熔化的金属倒入模具中，冷却凝固成一定形状3.锻造：在高温下对金属进行拉伸、压缩等力的作用，使其产生塑性变形4.热处理：通过加热、保温和冷却，改变金属的组织结构和性能5.焊接：将两个金属部件熔接在一起，形成牢固的连接三、金属材料的制备技术1.粉末冶金：将金属粉末和/或金属粉末与非金属粉末混合，经过成型和烧结，制造金属材料2.3D打印：利用计算机控制技术，按构件形状逐层打印金属粉末，制造复杂形状的金属部件3.电镀：通过电流传递，在金属或非金属表面镀上一层金属4.热喷涂：将金属或金属陶瓷粉末加热至熔点以上，喷射到基体表面，形成涂层5.阳极氧化：在电解质溶液中，金属表面产生氧化层，提高耐腐蚀性和外观效果四、金属材料的性能与应用1.机械性能：强度、韧性、硬度、耐磨性等2.物理性能：导电性、导热性、磁性等3.化学性能：耐腐蚀性、抗氧化性等4.应用：建筑、航空、汽车、电子、珠宝等行业五、金属材料制备过程中的质量控制1.原材料的选择：确保原材料的纯度和性能符合要求2.工艺参数控制：严格控制冶炼、铸造、锻造等过程中的温度、压力等参数3.产品质量检测：对制备的金属材料进行机械性能、物理性能、化学性能等检测4.环境与安全：加强冶炼、加工等过程中的环境保护和劳动保护六、我国金属材料产业的发展现状与趋势1.发展现状：我国金属材料产量居世界第一，但产品结构有待优化2.发展趋势：绿色制造、智能制造、高性能金属材料研发等七、金属材料制备相关的科研机构与上市公司1.科研机构：中国科学院金属研究所、北京科技大学等2.上市公司：宝钢股份、中国铝业、江西铜业等以上内容仅供参考，具体知识点以教材和课本为准。
冶金工业的详细生产流程
冶金工业的详细生产流程冶金工业是一门重要的工业领域，涉及到金属材料的提取、制备和加工等过程。
下面将详细介绍冶金工业的生产流程。
1. 原料准备冶金工业的第一步是准备原料。
原料可以是矿石、废料或合金等。
矿石是冶金工业中最常见的原料之一，其含有金属元素，需要经过破碎、磨矿和分类等步骤，得到适合冶炼的粒度和成分。
废料和合金也需要进行预处理，去除杂质和控制成分。
2. 提取金属提取金属是冶金工业的核心环节。
常见的提取方法包括熔炼、化学法、电解和浸出等。
熔炼是最常见的提取金属的方法，通过高温将原料加热熔化，使金属与非金属分离。
化学法则是利用化学反应将金属与非金属分离，例如用化学溶剂溶解非金属，从而得到纯金属。
电解是利用电流通过电解液，使金属离子还原为金属沉积在电极上。
浸出则是利用溶剂将金属从矿石中溶解出来。
3. 精炼和合金制备提取金属后，还需要对金属进行精炼和合金制备。
精炼是为了去除金属中的杂质，提高纯度。
常见的精炼方法包括火法精炼、湿法精炼和气体精炼等。
火法精炼是利用高温将金属加热，使杂质氧化或挥发，从而提高金属纯度。
湿法精炼则是利用溶剂将杂质溶解掉，从而分离出纯金属。
合金制备则是将两种或多种金属混合在一起，以改变金属的性质和性能。
4. 材料加工提取金属和制备合金后，需要对金属进行加工。
常见的材料加工方法包括锻造、轧制、拉伸、焊接和冲压等。
锻造是利用压力或冲击力改变金属形状和性能的加工方法。
轧制是通过机械辊将金属压制成板材、线材或型材等。
拉伸则是将金属材料拉长，使其变细。
焊接是将两个金属材料通过高温或压力连接在一起。
冲压则是利用冲压模具对金属进行冲击，使其成型。
5. 表面处理材料加工后，还需要对金属进行表面处理，以提高金属的耐腐蚀性、美观性和功能性。
常见的表面处理方法包括镀层、喷涂和热处理等。
镀层是将金属浸入含有金属离子的溶液中，通过电流或化学反应使金属离子还原为金属沉积在金属表面。
喷涂则是将涂料喷洒在金属表面，形成保护层。
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金属材料的制备—冶金
1.2 钢铁冶炼
➢ 钢铁冶炼包括从开采铁矿石到使之变成供制造零 件所使用的钢材和铸造生铁为止的全过程。
金属材料的制备—冶金
1.2.1 生铁冶炼
一、概述
➢ Fe在地壳中的含量及存在形式 5% 氧化物
➢ 脉石： MnO2 、SiO2
➢ 炼铁的目的：使铁从铁的氧化物中还原，并与脉 石分离。
金属材料的制备—冶金
二、炼铁的原料 1、铁矿石 （1） 铁矿石的工业类型
赤铁矿（Fe2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3） 磁铁矿（Fe3O4） 褐铁矿（2Fe2O3·3H2O） 菱铁矿（FeCO3） （2）对铁矿石的质量要求：
金属材料的制备—冶金
①含铁量愈高愈好 ②还原性好 ③粒度 ④脉石的成分 ⑤杂质含量要少 ⑥一定的强度
冶金工艺：
火法冶金、湿法冶金、电冶金等。
金属材料的制备—冶金
火法冶金
➢ 定义：火法冶金是指利用高温从矿石中提取金属 或其化合物的方法。
➢ 工艺过程：
矿石准备 矿石冶炼
选矿、焙烧 球化或烧结
金属化合物 的还原
除去杂质
精炼提纯
提纯金属
金属材料的制备—冶金
➢ 工艺方法分类：
提取 冶金
氯化 冶金
火法冶金
喷射 冶金
真空 冶金
金属材料的制备—冶金
湿法冶金
➢ 定义：湿法冶金是指利用一些化学溶剂的化学作 用，在水溶液或非水溶液中进行包括氧化、还原、 中和、水解和络合等反应，对原料、中间产物或 二次再生资源中的金属进行提取和分离的冶金过 程。
➢ 工艺过程：
离子 浸取
固液 分离
溶液 富集
金属材料的制备—冶金
第一篇 金属材料的制备及加工工艺
金属材料的制备—冶金
主要内容
第一章 金属材料的制备—冶金 第二章 金属材料加工基础
金属材料的制备—冶金
第一章 金属材料的制备—冶金
金属材料的制备—冶金
本章主要内容：
1.1 冶金工艺概述 1.2 钢铁冶炼 1.3 有色金属冶炼
重点：钢铁冶炼工艺 难点：无
金属材料的制备—冶金
金属材料的制备—冶金
➢ 去硫：硫是钢铁材料中最有害元素之一。主要 由焦炭带入，占到60~80%。硫主要以硫化铁 的形式存在，与石灰石中的氧化钙反应生成硫 化钙进入炉渣。 FeS+CaO=CaS+FeO
➢ 造渣：造渣是矿石中的废料、燃料中的灰分与 熔剂的熔合过程。
金属材料的制备—冶金
四、高炉产品
➢ 生铁（主要产品）： 分为炼钢生铁和铸造生铁。 ➢ 炉渣（副产品）：含SiO2、CaO和Al2O3的铝硅
➢ 直接还原 FeO +C=Fe +CO
金属材料的制备—冶金
3、铁的增碳 ➢ 最初还原出来的铁似海绵，含碳量低，熔点高， 下降过程中吸收碳，熔点降低，1200℃开始熔 化。
4、其它元素的还原 ➢ 锰的还原：高炉中的锰是由矿石带进的，以 MnO2, Mn2O3, Mn3O4的形式存在，锰的还原 过程也是顺序由高价还原成低价，最后还原成 金属锰。
金属材料的制备—冶金
➢ 硅的还原：硅是以SiO2的形式存在于脉石中， 由于SiO2很稳定，所以绝大部分都进入炉渣， 只有少量的SiO2在1450℃以上的高温被焦炭还 原进入生铁。
➢ 磷的还原：磷是以Ca3(PO4)2的形式存在于矿 石中，在1200~1500℃可被固态碳还原：
Ca3(PO4)2 +5C=3CaO+2P+5CO
金属或化 合物提取
电冶金
➢ 定义：利用电能从矿石或其它原料中提取、回收、 精炼金属的冶金过程。
➢ 工艺分类：
电热熔炼 ：直接用电加热生产金属的一种冶金方法。电
热熔炼包括电弧熔炼、等离子熔炼和电磁熔炼等。
水溶液电解：应用水溶液电解精炼或电解提取金属的一种
冶金方法。
金属材料的制备—冶金
熔盐电解：直接利用高导电率、低熔点的熔盐作为电解质
1.1 冶金工艺概述
冶金的定义：
冶金是关于矿产资源的开发利用和金属材料生产 加工过程的工程技术。
冶金的原因：
自然界中大多数金属元素都不是单独存在，而是 以各种化合物或盐类的形式存在于各类矿物中， 因此要进行冶金。
金属材料的制备—冶金
冶金工序：
首先通过各种方法将金属元素从矿物中提取出来， 接着对粗炼金属产品进行精练提纯和合金化处理， 然后浇注成锭，加工成形，才能得到所需成分、 组织和规格的金属材料。
金属材料的制备—冶金
2、熔剂 （1）熔剂的种类
碱性熔剂 酸性熔剂 （2）熔剂的主要作用
①降低脉石的熔点 熔剂与高熔点的脉石形成低熔点、流动性好的硅酸 盐矿渣，易于排除。
②去硫 硫易与钙结合生成CaS进入渣中
金属材料的制备—冶金
3、燃料（焦炭） （1）燃料的作用
①提供热量 ②还原剂
（2）对燃料的要求
酸盐，主要用于生产水泥。 ➢ 煤气（副产品）：含26％左右的CO，用作燃料。
金属材料的制备—冶金
金属材料的制备—冶金
1.2.2 钢的冶炼
➢ 炼钢实质是把炼钢生铁水或生铁块中的碳及杂质 元素降到规定的水平的过程。
➢ 降碳及杂质元素的方法是利用纯氧等氧化剂将杂 质元素氧化成气体或炉渣。
金属材料的制备—冶金
1、炼钢的基本过程 （1）脱碳：脱碳反应是炼钢的最主要反应。
• 直接氧化：2C+O2=2CO • 间接氧化: 2Fe+O2=2FeO
C+FeO=Fe+CO
金属材料的制备—冶金
金属材料的制备—冶金
（2）硅、锰的氧化
➢ 直接氧化：Si+O2=SiO2 2 Mn+O2=2MnO
间接氧化： Si +2FeO=2Fe+ SiO2 Mn +FeO=Fe+MnO
➢ 造渣 SiO2与FeO，MnO与SiO2反应形成炉渣。 SiO2+2FeO =2FeO •SiO2 SiO2+2MnO=2MnO•SiO2
金属材料的制备—冶金
（3）脱磷 ➢ 磷在钢中是以磷化铁(Fe2P)形态存在，在炼钢 过程中与炉渣中的氧化铁和氧化钙结合生成磷 酸钙。 2Fe2P+5FeO+4CaO=(CaO)4·P2O5+9Fe
①含碳量高 ②有害杂质、水分、灰分、挥发分的含量低 ③足够的机械强度 ④气孔率大、粒度均匀
金属材料的制备—冶金
二、主要装置—高炉
金属材料的制备—冶金
三、主要反应过程
1、燃料的燃烧
➢ C + O2 = CO2 ➢ CO2 + C = 2CO
2、 铁的还原
➢ 间接还原 3Fe2O3+CO=2 Fe3O4+CO2 Fe3O4 +CO=3FeO +CO2 FeO +CO=Fe +CO2