冶金原理完整版
冶金原理（1）复习题
1、判断具体浸出的目的。
浸出的实质在于利用适当的溶剂使矿石、精矿和半成品中的一种或几种有价成分优先溶出，使之与脉石分离。（指借助于溶剂从固体物料中提取可溶组分。）
2、当用气态H2S使浸出液中的金属离子呈硫化物形态有效沉淀出来，常采取什么措施？
一是使有价金属从稀溶液中沉淀，得到硫化物富集物，以备进一步回收处理；另一是使伴生金属呈硫化物形态沉淀，使其与主要金属分离
3、如何提高浸出过程的速率？
（1）提高温度
（2）提高浸出剂浓度C O
（3）降低精矿颗粒的原始半径
（4）搅拌
4、在用形成氢氧化物分离浸出液中的金属离子时，如何判断氢氧化物生成的次序？
1当氢氧化物从含有几种阳离子价相同的多元盐溶液中沉淀时，首先开始析出的是其形成pH 最小，从而其溶解度最小的氢氧化物。
2在金属相同但其离子价不同的体系中，高价阳离子总是比低价阳离子在pH更小的溶液中形成氢氧化物，这也是由于高价金属氢氧化物比低价氢氧化物的溶解度更小的缘故。
5、对属于液固反应的浸出过程，浸出速率和哪些因素有关？
多相反应的特点是反应发生在两相界面上，反应速度常与反应物在界面处的浓度有关，同时也与反应产物在界面的浓度及性质有关，所以反应速度与反应物接近界面的速度、生成物离开界面的速度及界面反应速度有关，其中最慢的一个步骤决定整个反应速度。
在许多固液反应中，扩散常常是最慢步骤。另外，多相反应速度还与界面的性质、界面的几何形状、界面面积以及界面上有无新相生成有关。
6、根据什么原则选择浸出剂？
1、所选浸出剂能有效分解矿物
2、在处理多金属复杂矿时，应能有效地综合回收多种金属。
3 、根据产品的数量、质量、生产规模及下一步工艺的衔接来选择最合适的浸出剂。
4 、要求流程简短，设备简单，金属收率高、产品成本低。
5 、符合劳动保护和工业卫生、环境保护等要求。
其它还有矿石的性质、浸出剂的价格及其消耗量、浸出剂的的腐蚀性及其所需的设备材料、浸出液进一步处理的难易以及浸出剂再生而循环使用的可能性。
7、萃取时，分配比、萃取率、萃取比和萃取饱和容量等参数和什么有关？
⑴空腔能的影响
⑵破坏被萃物与水的结合所需能的影响
⑶破坏被萃物与有机溶剂结合所需能的影响
8、萃取时，有机相为何通常要加稀释剂？
稀释剂—是一种惰性有机溶剂，用于改善有机相比重、粘度
书上：1改变萃取剂的浓度，以便调节与控制萃取剂的萃取能力，使之有利于元素的分离2改变萃取剂的萃取性能
3改变萃合物在有机相的溶解度
9、酸性络合萃取体系中，哪种萃取剂的萃取选择性较好？
鳌合萃取剂,此类萃取剂的选择性较好，因为只有当金属离子的大小合适时，才能形成鳌环。
10、对于离子缔合萃取体系中的胺盐萃取，不同的胺类萃取剂萃取时对溶液的酸碱性有什
么要求？
伯、仲、叔胺只能在酸性溶液中进行萃取，季铵盐可在酸性、中性、碱性溶液中萃取。因为伯、仲、叔胺必须与强酸作用生成铵盐阳离子后才能萃取金属络阴离子，故它们必须在酸性溶液中进行萃取。
季铵盐是强碱性的，本身含有阳离子R4N+，故它与溶液pH无关，可在酸性、中性、碱性溶液中萃取。
11、在分馏萃取时，洗涤段级数和萃取段级数的变化对产品有何影响？
增加洗涤段级数，有利于提高萃取液产品纯度，但回收率会有所下降
增加萃取段级数，有利于萃余液产品纯度的提高，回收率也会有所下降。
12、萃取时，水相加入盐析剂的目的是什么？
盐析作用就是使水相金属离子更易进入有机相，从而增加被萃物在有机相的浓度，增大了D 13、在中性络合萃取时，通常外加络合剂的目的是什么？
助萃络合剂：加入后使D增加
抑萃络合剂：加入后使D下降
14、螯合萃取剂的萃取机理是什么？
萃取剂中有二种官能团：酸性官能团和配位官能团。
金属离子与酸性官能团作用置换出H+，形成一个离子键，金属离子与配位官能团形成一个配价键。故它们和金属离子形成五元或六元环的环状螯合物而进入有机相。
15、在确定萃取工艺条件时，为何要进行单级最优化条件试验？
通过单级试验，确定萃取基本参数，通过单级萃取，可达到下列目的：
①在选择的某种条件下，通过单级萃取来进行探索性试验，考察所选萃取体系的分相性能、萃取效果，从而决定是否采用这种体系。
②在一定的萃取条件下（萃取剂浓度、料液浓度、相比、混合时间、温度等），测定基本数据：分配比D、分离系数β、萃取饱和容量、萃取比E和萃取率q。
③测定萃取剂浓度，料液酸度和浓度、相比、二相接触时间、温度等对分配比、分离系数、萃取率等的影响规律，从而选择最佳工艺条件。进行此项实验时，可采用正交设计来安排实验。
16、什么是溶剂萃取中的分离系数？它的大小表明什么意义？
分离系数，又称分离因素，它表示了物之间可分离的难易程度，等于在同一萃取体系内，同样萃取条件下，两种物质分配比的比值。
β＜1，A难萃，B易萃，A、B能分离
β=1， A、B萃取的难易程度相当
β＞1，A易萃，B难萃，A、B能分离
铁碳合金相图分析及应用
第五章铁碳合金相图及应用 [重点掌握] 1、铁碳合金的基本组织；铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、菜氏体的结构和性能特点及显微组织形貌； 2、根据相图，分析各种典型成份的铁碳合金的结晶过程； 3、铁碳合金的成份、组织与性能之间的关系。 铁碳相图是研究钢和铸铁的基础，对于钢铁材料的应用以及热加工和热处理工艺的制订也具有重要的指导意义。 铁和碳可以形成一系列化合物，如Fe3C、Fe2C、FeC等, 有实用意义并被深入研究的只是Fe-Fe3C部分，通常称其为 Fe-Fe3C相图,相图中的组元只有Fe和Fe3C。 第一节铁碳合金基本相 一、铁素体 1．δ相高温铁素体：C固溶到δ-Fe中，形成δ相。 2．α相铁素体（用F表示）：C固溶到α-Fe中，形成α相。 F强度、硬度低、塑性好（室温：C%=0.0008%,727度：C%=0.0218%）二、奥氏体 γ相奥氏体（用A表示）：C固溶到γ-Fe中形成γ相）强度低，易塑性变形 三、渗碳体
Fe3C相（用Cem表示），是Fe与C的一种具有复杂结构的间隙化合物, 渗碳体的熔点高，机械性能特点是硬而脆，塑性、韧性几乎为零。 渗碳体根据生成条件不同有条状、网状、片状、粒状等形态, 对铁碳合金的机械性能有很大影响。 第二节 Fe-Fe3C相图分析 一、相图中的点、线、面 1．三条水平线和三个重要点 （1）包晶转变线HJB，J为包晶点。1495摄氏度，C%=0.09-0.53% L+δ→A （2）共晶转变线ECF, C点为共晶点。冷却到1148℃时, C点成分的L发生共晶反应：L→A（2.11%C）+Fe3C（6.69%C，共晶渗碳体）共晶反应在恒温下进行, 反应过程中L、A、Fe3C三相共存。 共晶反应的产物是奥氏体与渗碳体的共晶混和物, 称莱氏体, 以符号 Le表示。 （3）共析转变线PSK，S点为共析点。合金（在平衡结晶过程中冷）却到727℃时, S点成分的A发生共析反应：
化工原理终极总结
第一章流体与输送机械 1、基本研究方法：实验研究法、数学模型法 2、牛顿粘性定理： 应用条件： 3、阻力平方区：管内阻力与流速平方成正比的流动区域； 原因：流体质点与粗糙管壁上凸出的地方直接接触碰撞产生的惯性阻力在压倒地位。 4、流动边界层：紧贴壁面非常薄的一区域，该薄层内流体速度梯度非常大。 流动边界层分离的弊端：增加流动阻力。 优点：增加湍动程度。 5、流体黏性是造成管内流动机械能损失的原因。 6、压差计： 文丘里 孔板 转子 7、离心泵工作原理： 离心泵工作时，液体在离心力的作用下从叶轮中心被抛向外缘并获得能
量，使叶轮外缘的液体静压强提高。液体离开叶轮进入泵壳后，部分动能转变成为静压能。当液体从叶轮中心被抛向外缘时，在中心处形成低压区，在外界与泵吸入口的压差作用下，致使液体被吸进叶轮中心。 8、汽蚀现象：离心泵安装过高，泵进口处的压力降低至同温度下液体的饱和蒸汽压，使液体气化，产生气泡。气泡随液体进入高压区后立即凝结消失，形成真空导致巨大的水力冲击，对泵造成损害。 9、气缚现象：离心泵启动时，若泵内存在空气，由于空气密度大大低于输送流体的密度，经离心力的作用产生的真空度小，没有足够的压差使液体进入泵内，从而吸不上液体。 10、泵壳作用：收集液体和能量转化（将流体部分动能转化为静压能） 11、离心泵在设计流量下工作效率最高，是因为：此时水力损失小。 12、大型泵的效率通常高于小型泵是由于：容积效率大。 13、叶轮后弯的优缺点 优点：叶片后弯使液体势能提高大于动能提高，动能在蜗壳中转化为势能的损失小，泵的效率高。 缺点：产生同样的理论压头所需泵的体积大。 14、正位移泵（往复泵）的特点：a流量与管路状况、流体温度、黏度无关； b 压头仅取决于管路特性。（耐压强度） c 不能在关死点运转。 d 很好的自吸
《冶金原理》参考书《冶金原理》,李洪桂编,科学
《冶金原理》参考书：《冶金原理》，李洪桂编，科学出版社，2005年考试范围：主要内容包括冶金熔体的相平衡图、冶金熔体的结构、冶金熔体的物理性质、冶金熔体的化学性质、化合物的生成分解反应、化合物的生成分解反应、高温分解分离提纯过程、冶金过程的气固相反应动力学、冶金过程的液气相反应动力学、电极过程动力学。重点掌握标准吉布斯自由能与吉布斯自由能变化的计算；化学反应的质量作用定律；组分活度的相互作用系数概念与应用；冶金中主要二元渣系相图；具有简单三元共晶体的相图；分解反应的热力学参数状态图；氧势图及其应用；氧化物还原的热力学条件；氧化物的间接还原反应热力学；湿法冶金的优点，湿法冶金流程的基本表示方法；浸出过程热力学，浸出过程动力学；沉淀和结晶，水溶液中金属的沉积；电解精炼和电解提取，电解制取金属和金属粉末；萃取方式，萃取机理和萃取平衡。 《冶金传输原理》参考书：《冶金设备基础-传递原理级物料输送》，唐谟堂主编，中南大学出版社 考试范围：动量传输：主要掌握流体静力学特性、静力学基本方程、流体动力学的几个重要方程、边界层动量积分方程等，特别是掌握连续性方程、伯努利方程和动量方程的应用，分析流动状态、边界层特征，计算流动过程的能量损失。 热量传输：导热主要掌握能量方程及其在定解条件下的求解；对流传热主要掌握对流传热系数的几种求解方法；辐射传热要求能够利用辐射网络的方法求解物体间的辐射传热，掌握气体辐射的特点及其计算方法。 质量传输：掌握传质微分方程，对典型稳态、非稳态扩散传质问题的求解，掌握对流传质系数的不同求解方法以及典型相间传质问题的分析方法。 《硅酸盐物理化学》参考书：1、无机材料科学基础教程，胡志强主编，化学工业出版社，2011年第二版;；2、无机材料科学基础，陆佩文主编，武汉理工大学出版社，1996年第一版 考试范围：紧密堆积原理、鲍林规则；典型晶体结构分析，硅酸盐晶体结构分析，晶体几种类型的结构缺陷。熔体的结构与性质，玻璃的形成条件；固体界面的结构，界面的结构及界面应力，粘土－水系统的性质及瘠性料的悬浮与塑化。热力学计算方法及实例分析。单
粉末冶金原理
1.粉末冶金：制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料， 经过成形和烧结制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。 2.二次颗粒：单颗粒以某种方式聚集就构成二次颗粒 3.松装密度：粉末在规定条件下自然充填容器时，单位体积内自由松装粉末体的质量 g/cm3。 4.孔隙率：孔隙体积与粉末体的表观体积之比的百分数称为孔隙度（θ）。 5.中位径：将各种粒级粉末个数或百分数逐一相加累积并做图，可以得到累积分布曲线， 分布曲线对应５０％处称为中位径 弹性后效：在压制过程中，粉末由于受力而发生弹性变形和塑性变形，压坯内存在着很大的内应力，当外力停止作用后，压坯便出现膨胀现象 6.合批：将成分相同而粒度不同的粉末进行混合，称为合批 7.烧结机构：研究烧结过程中各种可能的物质迁移方式及速率。 8.热压：热压又称为加压烧结，是把粉末装在模腔内，在加压的同时使粉末加热到正常 烧结温度或更低一些的温度，经过较短时间烧结成致密而均匀的制品。 9.活化烧结：是指采用化学或物理的措施，使烧结温度降低、烧结过程加快，或使烧结 体的密度和其它性能得到提高的方法。 10.单颗粒：粉末中能分开并独立存在的最小实体称为单颗粒。 11.振实密度：粉末装于振动容器，规定条件下，经振动敲打后测得的粉末密度。 12.粒度：以mm或μm的表示的颗粒的大小称颗粒直径，简称粒径或粒度。 13.混合：将两种或两种以上不同成分的粉末混合均匀。分为机械法和化学法。 14.搭桥：粉末在松装堆集时，由于表面不规则，彼此之间有摩擦，颗粒相互搭架而形成 拱桥孔洞的现象。 15.快速冷凝技术的特点：（1）急冷可大幅度地减小合金成分的偏析；（2）急冷可增加合 金的固溶能力；（3）急冷可消除相偏聚和形成非平衡相；（4）某些有害相可能由于急冷而受到抑制甚至消除；（5）由于晶粒细化达微晶程度，在适当应变速度下可能出现超塑性等。 16.粉末颗粒的聚集形式：聚合体、团粒、絮凝体；区别：通过聚集方式得到的二次颗 粒被称为聚合体或聚集颗粒；团粒是由单颗粒或二次颗粒靠范德华力粘接而成的，其结合强度不大，用研磨。擦碎等方法在液体介质中容易分散成更小的团粒或二次颗粒或单颗粒；絮凝体则是在粉磨悬浊液中，由单颗粒或二次颗粒结合成的更松软的聚集颗粒。 17.减少因摩擦出现的压力损失的措施：1）添加润滑剂、2）提高模具光洁度和硬度、3） 改进成形方式，如采用双面压制等。 18.粉末冶金技术的优点：1. 能生产用普通熔炼方法无法生产的具有特殊性能的材料：① 能控制制品的孔隙度(多孔材料、多孔含油轴承等)；②能利用金属和金属、金属和非金属的组合效果，生产各种特殊性能的材料（钨-铜假合金型的电触头材料、金属和非金属组成的摩擦材料等）；③能生产各种复合材料。 2.粉末冶金方法生产的某些材料，与普通熔炼法相比，性能优越：①高合金粉末冶金材料的性能比熔铸法生产的好（粉末高速钢可避免成分的偏析）；②生产难熔金属材料或制品，一般要依靠粉末冶金法（钨、钼、铌等难熔金属）。缺点：1、粉末成本高；2、制品的大小和形状受到一定限制；3、烧结零件的韧性较差。 19.粉末料预处理的方式及作用：1、退火：还原氧化物，消除杂质，提高纯度；消除加工 硬化，稳定粉末的晶体结构；钝化金属，防止自燃。2、混合：使不同成分的粉末混合均匀，便于压制成形和后续处理。3、筛分：筛分的目的在于把颗粒大小不匀的原始粉
铁碳相图详解
三、典型铁碳合金的平衡结晶过程 铁碳相图上的合金，按成分可分为三类： ⑴工业纯铁（<0.0218% C），其显微组织为铁素体晶粒，工业上很少应用。 ⑵碳钢（0.0218%~2.11%C），其特点是高温组织为单相A，易于变形，碳钢又分为亚共析钢（0.0218%~0.77%C）、共析钢（0.77%C）和过共析钢（0.77%~2.11%C）。 ⑶白口铸铁（2.11%~6.69%C），其特点是铸造性能好，但硬而脆，白口铸铁又分为亚共晶白口铸铁（2.11%~4.3%C）、共晶白口铸铁（4.3%C）和过共晶白口铸铁（4.3—6.69%C） 下面结合图3-26，分析典型铁碳合金的结晶过程及其组织变化。 图3-26 七种典型合金在铁碳合金相图中的位置 ㈠工业纯铁（图3-26中合金①）的结晶过程 合金液体在1~2点之间通过匀晶反应转变为δ铁素体。继续降温时，在2~3点之间，不发生组织转变。温度降低到3点以后，开始从δ铁素体中析出奥氏体，在3~4点之间，随温度下降，奥氏体的数量不断增多，到达4点以后，δ铁素体全部转变为奥氏体。在4~5点之间，不发生组织转变。冷却到5点时，开始从奥氏体中析出铁素体，温度降到6点，奥氏体全部转变为铁素体。在6-7点之间冷却，不发生组织转变。温度降到7点，开始沿铁素体晶界析出三次渗碳体Fe3C III。7点以下，随温度下降，Fe3C III量不断增加，室温下Fe3C III的最大 量为： % 31 .0 % 100 0008 .0 69 .6 0008 .0 0218 .0 3 = ? - - = Ⅲ C Fe Q 。图3-27为工业纯铁的冷却曲线及组织转变示意图。工业纯铁的室温组织为α+Fe3C III，如图3-28所示，图中个别部位的双晶界内是Fe3C III。
化工原理知识点总结
一、流体力学及其输送 1.单元操作：物理化学变化的单个操作过程，如过滤、蒸馏、萃取。 2.四个基本概念：物料衡算、能量衡算、平衡关系、过程速率。 3.牛顿粘性定律：F=±τA=±μAdu/dy，(F：剪应力；A：面积；μ：粘度；du/dy：速度梯度)。 4.两种流动形态：层流和湍流。流动形态的判据雷诺数Re=duρ/μ；层流—2000—过渡—4000—湍流。当流体层流时，其平均速度是最大流速的1/2。 5.连续性方程：A1u1=A2u2；伯努力方程：gz+p/ρ+1/2u2=C。 6.流体阻力=沿程阻力+局部阻力；范宁公式：沿程压降：Δpf=λlρu2/2d，沿程阻力：Hf=Δpf/ρg=λl u2/2dg(λ：摩擦系数)；层流时λ=64/Re，湍流时λ=F(Re，ε/d)，(ε：管壁粗糙度)；局部阻力hf=ξu2/2g，(ξ：局部阻力系数，情况不同计算方法不同) 7.流量计：变压头流量计(测速管、孔板流量计、文丘里流量计)；变截面流量计。孔板流量计的特点；结构简单，制造容易，安装方便，得到广泛的使用。其不足之处在于局部阻力较大，孔口边缘容易被流体腐蚀或磨损，因此要定期进行校正，同时流量较小时难以测定。 转子流量计的特点——恒压差、变截面。 8.离心泵主要参数：流量、压头、效率（容积效率?v：考虑流量泄漏所造成的能量损失；水力效率?H：考虑流动阻力所造成的能量损失；机械效率?m：考虑轴承、密
封填料和轮盘的摩擦损失。）、轴功率；工作点(提供与所需水头一致)；安装高度(气蚀现象，气蚀余量)；泵的型号(泵口直径和扬程)；气体输送机械：通风机、鼓风机、压缩机、真空泵。 9. 常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度1.29 kg/m3 1atm =101325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH2O=760mmHg （1）被测流体的压力 > 大气压 表压 = 绝压－大气压 （2）被测流体的压力 < 大气压 真空度 = 大气压－绝压= －表压 10. 管路总阻力损失的计算 11. 离心泵的构件: 叶轮、泵壳（蜗壳形）和 轴封装置 离心泵的叶轮闭式效率最高，适用于输送洁净的液体。半闭式和开式效率较低，常用于输送浆料或悬浮液。 气缚现象：贮槽内的液体没有吸入泵内。汽蚀现象：泵的安装位置太高，叶轮中各处压强高于被输送液体的饱和蒸汽压。原因（①安装高度太高②被输送流体的温度太高，液体蒸汽压过高；③吸入管路阻力或压头损失太高）各种泵：耐腐蚀泵:输送酸、碱及浓氨水等腐蚀性液体 12. 往复泵的流量调节 ? （1）正位移泵 ? 流量只与泵的几何尺寸和转速有关，与管路特性无关，压头与流量无关，受管路的承压能力所限制，这种特性称为正位移性，这种泵称为正位移泵。 222'2e 2e 2u d l l u d l l u d l h h h f f f ??? ? ??++=???? ??+=??? ??+=+=∑∑∑∑∑∑ζλλζλ
冶金原理课后习题及解答
冶金原理课后习题及解 答 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
第一章 1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。 2 金属熔体指________、________。液态的金属、合金。 1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学，它主要是应用_______的理论和方法 研究提取冶金过程，为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。物理化学、技术、新 2、根据组成熔体的主要成分的不同，一般将冶金熔体分为________、______、 _______、_______四种类型。金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。 3、冶金原理按具体的冶金对象分为______冶金原理及_____冶金原理。钢铁、 有色金属。 4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同，熔渣主要分为________、_______、 ________、__________四种。在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择_____，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。熔渣。 5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。金属提炼、精炼过程。 6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。氧化物。 7、________的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中，以便在后续工 序中将它们回收利用。富集渣、 8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主金属分离。 精炼渣。
《化工原理》公式总结
第一章 流体流动与输送机械 1. 流体静力学基本方程：gh p p ρ+=02 2. 双液位U 型压差计的指示: )21(21ρρ-=-Rg p p ) 3. 伯努力方程：ρ ρ222212112121p u g z p u g z ++=++ 4. 实际流体机械能衡算方程：f W p u g z p u g z ∑+++=++ ρρ222212112121+ 5. 雷诺数：μρ du =Re 6. 范宁公式：ρρμλf p d lu u d l Wf ?==??=2 2322 7. 哈根-泊谡叶方程：2 32d lu p f μ=? 8. 局部阻力计算：流道突然扩大：2211?? ? ??-=A A ξ流产突然缩小：??? ??-=2115.0A A ξ 第二章 非均相物系分离 1. 恒压过滤方程：t KA V V V e 222=+ 令A V q /=，A Ve q e /=则此方程为：kt q q q e =+22 第三章 传热 1. 傅立叶定律：n t dA dQ ??λ-=，dx dt A Q λ-= 2. 热导率与温度的线性关系：)1(0t αλλ+= 3. 单层壁的定态热导率：b t t A Q 21-=λ，或m A b t Q λ?= 4. 单层圆筒壁的定态热传导方程： )ln 1(21 221r r t t l Q λπ-=或m A b t t Q λ21-= 5. 单层圆筒壁内的温度分布方程：C r l Q t +- =ln 2λπ（由公式4推导）
6. 三层圆筒壁定态热传导方程：3 4123212141ln 1ln 1ln 1(2r r r r r r t t l Q λλλπ++-= 7. 牛顿冷却定律：)(t t A Q w -=α，)(T T A Q w -=α 8. 努塞尔数λαl Nu =普朗克数λμCp =Pr 格拉晓夫数22 3μ ρβtl g Gr ?= 9. 流体在圆形管内做强制对流： 10000Re >，1600Pr 6.0<<，50/>d l k Nu Pr Re 023.08.0=，或k Cp du d ??? ? ????? ??=λμμρλα8.0023.0，其中当加热时，k=0.4，冷却时k=0.3 10. 热平衡方程：)()]([1222211t t c q T T c r q Q p m s p m -=-+= 无相变时：)()(12222111t t c q T T c q Q p m p m -=-=，若为饱和蒸气冷凝：)(12221t t c q r q Q p m m -== 11. 总传热系数：2 1211111d d d d b K m ?+?+=αλα 12. 考虑热阻的总传热系数方程： 212121211111d d R R d d d d b K s s m ?++?+?+=αλα 13. 总传热速率方程：t KA Q ?= 14. 两流体在换热器中逆流不发生相变的计算方程：???? ??-=--2 2111112211ln p m p m p m c q c q c q KA t T t T 15. 两流体在换热器中并流不发生相变的计算方程：???? ??+=--2 2111122111ln p m p m p m c q c q c q KA t T t T 16. 两流体在换热器中以饱和蒸气加热冷流体的计算方程：2 221ln p m c q KA t T t T =-- 第四章 蒸发 1. 蒸发水量的计算：110)(Lx x W F Fx =-= 2. 水的蒸发量：)1(1 0x x F W -= 3. 完成时的溶液浓度：W F F x -= 0 4. 单位蒸气消耗量：r r D W '=，此时原料液由预热器加热至沸点后进料，且不计热损失，r 为加热时的蒸气汽化潜热r ’为二次蒸气的汽化潜热
电磁冶金
电磁技术在冶金中的应用 杨治刚11721466 （上海大学材料科学与工程学院） 摘要：本文简单的介绍了电磁冶金的发展，重点分析了电磁技术在冶炼，连铸和无损检测方面的应用，在电磁连铸中，分析了电磁搅拌、电磁制动和软接触电磁连铸技术的特点以及各技术的应用现状。并对电磁技术在冶金中的发展前景进行了的展望。 关键词：电磁冶金；冶炼；连铸，无损检测；电磁搅拌；电磁制动；软接触The application of electromagnetic technology in metallurgy Zhigang Yang 11721466 (School of Material Science and Engineering, Shanghai University) Abstract: This article simply introduces the development of electromagnetic metal- urgy. And the application of electromagnetic technology in smelting, casting and nondestructive testing is analyzed. In the electromagnetic continuous casting, the characteristic and the present situation of the application of the electromagnetic stirring, electromagnetic brake and soft contact electromagnetic continuous casting technology are introduced. And the developing prospect of electromagnetic technology in metallurgy is also discussed. Keywords：electromagnetic metallurgy; smelting; casting; nondestructive testing; electromagnetic stirring; electromagnetic brake; soft contact 1.前言 磁流体力学(Magneto hydro dynamic，即MHD)是研究导电流体在电磁场作用下运动规律的一门学科。它涉及到经典电动力学和流体力学。1982年9月在英国的剑桥大学首次召开了由1UTAM(International Union of Theoretical and Applied Mechanics，国际理论力学和应用力学协会)主持的磁流体力学在冶金中的应用(Metallurgical Applications of MHD)的国际会议，并出版了专门文集；该文集有32
电磁冶金概论
电磁冶金概论 班级：冶金11-A2 学号：120113202047 姓名：匡德强
电磁冶金在连铸中的应用 匡德强 辽宁科技大学，冶金工程，E-mail：917409473@https://www.360docs.net/doc/7f15072109.html, 摘要：电磁冶金——材料的电磁工艺，作为冶金与材料领域中一个新兴的交叉学科的分支，正在蓬蓬勃勃地发展起来。电磁冶金方面的研究成果为人类在各类材料的制取、凝固、成型、处理等工艺过程中发挥着越来越大的作用。近50年来，仅电磁搅拌工艺理论与技术的研究成果在工业中的应用所带来的巨大经济效益，就已使人们感到这门学科的重要性和进一步研究、开发、应用的迫切性。 关键词：电磁冶金；连铸； Abstract: the electromagnetic process of electromagnetic metallurgy, materials, as an emerging in the field of metallurgy and material of the interdisciplinary branch, Is vigorously developed. The research of electromagnetic metallurgy for human in the production, solidification, molding and processing of various materials such as technology plays a more and more important role in the process. Electromagnetic stirring technology in recent 50 years, only the research achievements of theory and technology in the industrial application of the huge economic efficiency, has been to make people feel the importance of the subject and the urgency of further research, development and application. Key words: electromagnetic metallurgy; Continuous casting; 1 电磁冶金 1.1 电磁冶金发展概况 电磁冶金是以电磁热流体力学理论为基础，研究冶金过程和材料制造的新兴工程学科。其实质是借助电流与磁场所形成的电磁力对材料加工处理过程中的表面形态、流动和传质等施加影响，以便有效地控制其变化和反应过程，改善材料的表面质量和组织结构的技术。电磁力可以通过不直接接触的方式传递到金属材料的内部，避免了空气和炉衬材料对金属的二次氧化，且电磁能源是一种清洁能源，不会污染环境，所以电磁冶金被认为是21世纪冶金技术发展的重要方向之一，是冶金新技术的一大亮点。 1.2电磁冶金应用 电磁冶金具有多方面的功能，其中包括板形控制功能、流动控制功能、悬浮控制功能、雾化功能、电磁感应热生成功能、精炼功能、凝固组织控制功能、高能密集发生功能以及检
铁碳相图以及铁碳合金
铁碳相图以及铁碳合金Post By：2009-12-6 16:33:51 钢(Steels)和铸铁(Cast irons)是应用最广的金属材料，虽然它们的种类很多，成分不一，但是它们的基本组成都是铁(Fe)和碳(C)两种元素。因此，学习铁碳相图、掌握应用铁碳相图的规律解决实际问题是非常重要的。 Fe和C能够形成Fe C, Fe2C 和FeC等多种稳定化合物。所以，Fe-C相图可以划分成Fe-Fe3C, 3 Fe3C-Fe2C, Fe2C-FeC和FeC-C四个部分。由于化合物是硬脆相5％），因此，通常所说的铁碳相图就是Fe-Fe3C部分。，后面三部分相图实际上没有应用价值（工业上使用的铁碳合金含碳量不超过化合物Fe3C称为渗碳体(Cementite)，是一种亚稳定的化合物，在一定条件下可以分解为Fe和C，C原子聚集到一起就是石墨。因此，铁碳相图常表示为Fe-Fe3C和Fe-石墨双重相图（图1）。Fe-Fe3C 相图主要用于钢，而Fe-石墨相图则主要用于铸铁的研究和生产。这里主要分析讨论Fe-Fe3C相图，Fe-石墨相图与此类似，只是右侧的单相是石墨而不是Fe3C。 图1 铁碳双重相图 【说明】 图1中虚线表示Fe-石墨相图，没有虚线的地方意味着两个相图完全重合。 铁具有异晶转变，即固态的铁在不同的温度具有不同的晶体结构。纯铁的同素异晶转变如下：
由于Fe的晶体结构不同，C在Fe中的溶解度差别较大。碳在面心立方(FCC)的γ-Fe中的最大溶解度为2.11%，而在体心立方(BCC)的α-Fe和δ-Fe中最大仅分别为0.0218%和0.09%。 纯铁 纯铁的熔点1538℃，固态下具有同素异晶转变：912℃以下为体心立方(BCC)晶体结构，912℃到1 394℃之间为面心立方(FCC), 1394℃到熔点之间为体心立方。工业纯铁的显微组织见图2。 图2 工业纯铁的显微组织图3 奥氏体的显微组织 铁的固溶体 碳溶解于α－Fe和δ－Fe中形成的固溶体称为铁素体(Ferrite)，用α、δ或F表示, 由于δ－Fe是高温相，因此也称为高温铁素体。铁素体的含碳量非常低（室温下含碳仅为0.005%），所以其性能与纯铁相似：硬度(HB50～80)低，塑性(延伸率δ为30%～50%)高。铁素体的显微组织与工业纯铁相同（图2） 碳溶解于γ－Fe中形成的固溶体称为奥氏体(Austenite)，用γ或A表示。具有面心立方晶体结构的奥氏体可以溶解较多的碳，1148℃时最多可以溶解2.11%的碳，到727℃时含碳量降到0.8%。奥
《冶金原理》课后习题及解答1-
第一章 1 冶金原理研究的主要内容包括_冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。 2 金属熔体指液态的金属、合金。 1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学，它主要是应用__物理化学、_____的理论和方法研 究提取冶金过程，为解决有关__技术___问题、开拓__新__的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。、 2、根据组成熔体的主要成分的不同，一般将冶金熔体分为__金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。 3、冶金原理按具体的冶金对象分为__钢铁____冶金原理及__有色金属___冶金原理。 4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同，熔渣主要分为____冶炼渣、精炼渣、富集渣、合 成渣____四种。在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择_熔渣____，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。。。 5、熔渣是_金属提炼______和_____精炼过程__的重要产物之一。 6、熔渣是指主要由各种_氧化物_____熔合而成的熔体。 7、__富集渣______的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中，以便在后续工序中将 它们回收利用。 8、__精炼渣_____的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主金属分离。 9、在造锍熔炼过程中，为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失， 要求熔渣具有较低的粘度、密度、渣-锍界面张力。 10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗，必须使锍具有合适的物理化学 性质。 11、在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择__熔渣成分______，使 之具有符合冶炼要求的物理化学性质。 12、冶金过程热力学可以解决的问题有：1）计算给定条件下的；根据的正负判断该条 件下反应能否自发地向________进行：2）计算给定条件下的平衡常数，确定反应进行的______；3）分析影响反应的和平衡常数，为进一步提高________指明努力方向。预期方向； 限度；转化率。 13大多数有色冶金炉渣和钢渣的主要氧化物：FeO、CaO、SiO2 14高炉渣和某些有色冶金炉渣的主要氧化物：CaO、Al2O3、SiO2 15熔盐——盐的熔融态液体，通常指无机盐的熔融体 16在高温冶金过程中处于熔融状态的反应介质或反应产物叫________ 冶金熔体 1、应为熔盐有着与水溶液相似的性质，因此熔盐电解成为了铝、镁、衲、锂等金属唯一的 或占主导地位的生产方法。错 2、对于软化温度低的炉渣增加燃料耗量不仅能增大炉料的溶化量，而且还能进一步提高炉 子的最高温度。错 3、熔锍的性质对于有价金属与杂质的分离、冶炼过程的能耗等都有重要的影响。对 4、冶金熔体——在高温冶金过程中处于熔融状态的反应介质或反应产物。对 5、金属熔体不仅是火法冶金过程的主要产品，而且也是冶炼过程中多相反应的直接参加 者。如炼钢中的许多物理过程和化学反应都是在钢液和炉渣之间进行的。对 6、常见的熔盐——由碱金属或碱土金属的卤化物、碳酸盐、硝酸盐以及磷酸盐等组成。对 7、非金属熔体包括：熔渣、熔盐、熔硫对 1、什么事冶金熔体？它分为几种类型？
粉末冶金原理考试题
第一章 1. 什么是粉末冶金？与传统方法相比的优点是什么？ 答：粉末冶金：制取金属粉末或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。 粉末冶金的优越性： A. 少切削、无切削，能够大量节约材料，节省能源，节省劳动；普通铸造合金切削量在30-50%，粉末冶金产品可少于5%。 B. 能够大量能够制备其他方法不能制备的材料。 C. 能够制备其他方法难以生产的零部件。 2. 制粉的方法有哪些？ 答： A. 机械法：通过机械破碎、研磨或气流研磨方法将大块材料或粗大颗粒细化的方法。 B. 物理法：采用蒸发凝聚成粉或液体雾化的方法使材料的聚集状态发生改变，获得粉末。 C. 化学法：依靠化学反应或电化学反应过程，生成新的粉态物质。 3. 机械制粉的方法分为机械研磨、漩涡研磨和冷气流研磨。 4. 球磨法制粉时球和物料的运动情况： A. 球磨机转速较慢时，球和物料沿筒体上升至自然坡度角，然后滚下，称为泻落。 B. 球磨机转速较高时，球在离心力的作用下，随着筒体上升至比第一种情况更高的高度，然后在重力的作用下掉下来，称为抛落。 C. 继续增加球磨机的转速，当离心力超过球体的重力时，紧靠衬板的球不脱离筒壁而与筒体一起回转，此时物料的粉碎作用将停止，这种转速称为临界转速。 第二章 1. 什么是粉末？粉末与胶体的区别？粉体的分类？答：粉末是由大量的颗粒及颗粒之间的空隙所构成的集合体。粉末与胶体的区别在于分散程度不同，通常把大小在1mm以上的固态物质称为致密体，把大小在0.1 g以下的固态物质 称为胶体颗粒，而介于两者之间的称为粉末体。 粉体分类： A. 粉末中能分开并独立存在的最小实体称为单颗粒。 B. 单颗粒如果以某种方式聚集，就构成二次颗粒。 2. 聚集体、絮凝体、团聚体的划分？ 答： A. 聚集体：通过单颗粒聚集得到的二次颗粒被称为聚集体；
电磁冶金
《电磁冶金概论》 院 (系):材料与冶金学院 专业: 冶金工程 班级:冶金11-A2班 学号: 120113202069 学生姓名: 吴沛洪 指导教师: 许长军 __
电磁搅拌技术在连铸中的应用 吴沛洪 （辽宁科技大学冶金11-A2班） 摘要：介绍了电磁技术的产生及发展,以及电磁技术在连铸过程中的应用,包括电磁搅拌、电磁制动、软接触电磁连铸技术，总结了前人的研究，分析了电磁连铸的优点与不足，以便连铸工作者们参考。 关键词：电磁搅拌连铸 Electromagnetic stirring technology in the application of the continuous casting Wu Pei-hong （University of Science and Technology Liaoning Metallurgical Engineering11-A2）Abstract: The generation and development of electromagnetic technology is introduced, and the application of electromagnetic technology in continuous casting process, including electromagnetic stirring, electromagnetic braking, soft contact electromagnetic continuous casting technology, summarizes the predecessors' research, analyzes the advantages and disadvantages of electromagnetic continuous casting, so that the continuous casting workers reference. Keywords:The electromagnetic Stir Continuous casting 近年来，连铸坯的质量越来越受到重视，因而围绕提高连铸坯质量的研究工作也取得了很大的进展。电磁搅拌技术是电磁流体力学在钢铁工业中最成功的应用之一。通过定量认识电磁场在多层介质中的传递，控制连铸过程中钢水的流动、传热和凝固，进而降低钢水的过热度、去除夹杂从而扩大等轴晶区，减少成分偏析，减轻中心疏松和中心缩孔。几十年来，国内外学者对电磁搅拌技术进行了大量的理论及实验研究，并应用于工业生产。电磁搅拌技术已经成为连铸过程中改善铸坯质量的最重要和最有效的手段之一。 1电磁搅拌技术简介 磁流体力学是电磁学，流体力学以及热力学相互交叉的学科，简称MHD(magnetohydrodynamics)，主要研究电磁场作用下，导电金属流体的运动规律。在磁场
化工原理知识点总结复习重点完美版
第一章、流体流动 一、 流体静力学 二、 流体动力学 三、 流体流动现象 四、 流动阻力、复杂管路、流量计 一、流体静力学： ● 压力的表征：静止流体中，在某一点单位面积上所受的压力，称为静压力，简称压力， 俗称压强。 表压强（力）＝绝对压强（力）-大气压强（力） 真空度＝大气压强-绝对压 大气压力、绝对压力、表压力（或真空度）之间的关系 ● 流体静力学方程式及应用： 压力形式 )(2112z z g p p -+=ρ 备注：1)在静止的、连续的同一液体内，处于同一 能量形式 g z p g z p 22 11 +=+ρρ 水平面上各点压力都相等。 此方程式只适用于静止的连通着的同一种连续的流体。 应用： U 型压差计 gR p p )(021ρρ-=- 倾斜液柱压差计 微差压差计 二、流体动力学 ● 流量 质量流量 m S kg/s
m S =V S ρ 体积流量 V S m 3/s 质量流速 G kg/m 2s (平均)流速 u m/s G=u ρ ● 连续性方程及重要引论： ● 一实际流体的柏努利方程及应用（例题作业题） 以单位质量流体为基准：f e W p u g z W p u g z ∑+++=+++ρ ρ222212112121 J/kg 以单位重量流体为基准：f e h g p u g z H g p u g z ∑+++=+++ρρ222212112121 J/N=m 输送机械的有效功率： e s e W m N = 输送机械的轴功率： ηe N N = （运算效率进行简单数学变换） 应用解题要点： 1、 作图与确定衡算范围:指明流体流动方向，定出上、下游界面； 2、 截面的选取：两截面均应与流动方向垂直； 3、 基准水平面的选取：任意选取，必须与地面平行，用于确定流体位能的大小； 4、 两截面上的压力：单位一致、表示方法一致； 5、 单位必须一致：有关物理量的单位必须一致相匹配。 三、流体流动现象： ● 流体流动类型及雷诺准数： （1）层流区 Re<2000 （2）过渡区 2000< Re<4000 （3）湍流区 Re>4000
电磁冶金技术分类
电磁冶金技术分类 电磁场的力效应和热效应可以赋予材料高密度能量，且施加方法简单易控制。因此电磁治金技术具有高效、清洁、可控性好等优点，迄今为止已有很多电磁治金技术被提出、研究、应用和发展。在电磁冶金技术中使用的电磁场主要包括时变磁场、静磁场、电场、复合场，本节将从这以方面分类介绍电磁场的作用效果及相对应的电磁冶金技术。面。 1.2.1时变磁场治金技术时变磁场是指强度和方同随时间按照定规律发生变化的场。时变磁场分为交变磁场和脉冲磁场：场强与时间的函数满足正弦波规则的为交变磁场，满足脉冲性质的则为脉冲磁场。时变磁场不仅具有加热和驱动作用，也表现出形状控制、振荡、悬浮等功能，应用广泛。 1.交变磁场般情况下通入交流电的电磁线圈会产：交变磁场，交变磁场应用于冶金技术主要基于以下三种作用形式：焦耳热效应、形状控制作用、驱动（搅拌）作用。这儿种作用效果是同时有在的，但由于电源参数和材料物性不同，每种作用效果有所差别。焦耳热效应：在线圈内通入交流电流后。在其内部激发出交变磁场，根据法拉第电磁感应定律。处-线圈内的工件《导电物质）中会感出满电流，利用沟电流的焦耳热效应可加热工件，这种加热技术称为电磁感应加热。出于集肤效应，工件表面首先被迅速加热，之后通过热传导使工件内部被加热，根据使用频举不同，感应加热可分为上频（50Hz）、中频（50Hz~10kHz）、高额（l0kHz以F），另外，感应加热具有升温速度快、加热温度高等优点.可应用于金属表面热处理、熔炼、焊接、热
装配、热拆卸等。 形状控制作用：根据法拉第电微感应定，周期变化的磁场会在液态金属内部生成感应电流，该感应电流和外加磁场相互作用产生电磁力（洛伦兹力）。由于集肤效应，该力：要集中在液态金属的集肤层厚度内，液态金属表面向内部呈指数规律衰减。当施加磁场频率很高时. 集肤层岸度与熔体的尺寸相比非常小.可认为电磁力集中在液态金属表面，可以将它视为·种作用于表面的电磁压力。利用该电磁压力可以非接触控制液态金属的形状。当金属所受电磁力与静压力相平衡时就可以实现白出忌浮而不与坩锅壁接触。电微铸造技术、冷场和恳浮熔炼技术利用的就是交变磁场的这种作用效果。这些技术可以显若改善铸愤表面质量、熔炼活泼金属及成分与组织要求精确的合金、金属间化合物、金属功能材料等。驱动（搅拌）作用：交变磁场感生的电磁力可以强化液态金属内的流动或者驱动液态金属定向流动。出于低频磁场可以渗透到液态金属内部，集肤层厚度可与试样尺于基本一致，此时形状控制效果可以忽略不计。利用该作用效果的电磁治金技术包括电磁搅拌技术、旋转式电磁喷雾技术、电磁泵技术、薄带连铸机电磁侧封技术等。此外.山于液态金属中的非金属夹杂物受到流体电磁力的反作用力，交变磁场还可 用于液态金届中夹杂物的去除（电磁分离夹杂物技术）。 2.脉冲磁场 脉冲磁场包括普通脉冲磁场和脉强磁场。普通脉冲磁场包括低频和高频脉冲磁场。脉冲强磁场是指在瞬间可以产几十甚至近百特斯拉的磁场。脉冲强磁场的脉宽非常窄，为毫秒、微秒量级。脉冲磁场冶金技术主要
粉末冶金原理
课程名称：粉末冶金学 Powder Metallurgy Science 第一章导论 1粉末冶金技术的发展史History of powder metallurgy 粉末冶金是采用金属粉末（或非金属粉末混合物）为原料，经成形和烧结操作制造金属材料、复合材料及其零部件的加工方法。 粉末冶金既是一项新型材料加工技术，又是一项古老的技术。 .早在五千年前就出现了粉末冶金技术雏形，古埃及人用此法制造铁器件； .1700年前，印度人采用类似方法制造了重达6.5T的“DELI柱”（含硅Fe合金，耐蚀性好）。 .19世纪初，由于化学实验用铂（如坩埚）的需要，俄罗斯人、英国人采用粉末压制、烧结和热锻的方法制造致密铂，成为现代粉末冶金技术的基础。 .20世纪初，现代粉末冶金的发展起因于爱迪生的长寿命白炽灯丝的需要。钨灯丝的生产标志着粉末冶金技术的迅速发展。 .1923年硬质合金的出现导致机加工的革命。 .20世纪30年代铜基含油轴承的制造成功，并在汽车、纺织、航空、食品等工业部门的广泛应用。随后，铁基粉末冶金零部件的生产，发挥了粉末冶金以低的制造成本生产高性能零部件的技术优点。 .20世纪40年代，二战期间，促使人们开发研制高级的新材料（高温材料），如金属陶瓷、弥散强化合金作为飞机发动机的关键零部件。 .战后，迫使人们开发研制更高性能的新材料，如粉末高速钢、粉末超合金、高强度铁基粉末冶金零部件(热锻)。大大扩大了粉末冶金零部件及其材料的应用领域。 .粉末冶金在新材料的研制开发过程中发挥其独特的技术优势。 2粉末冶金工艺 粉末冶金技术的大致工艺过程如下： 原料粉末+添加剂（合金元素粉末、润滑剂、成形剂） ↓ 成形（模压、CIP、粉浆浇注、轧制、挤压、温压、注射成形等） ↓ 烧结（加压烧结、热压、HIP等） ↓ 粉末冶金材料或粉末冶金零部件—后续处理 Fig.1-1 Typical Processing flowchart for Powder Metallurgy Technique 3粉末冶金技术的特点 .低的生产成本： 能耗小，生产率高，材料利用率高，设备投资少。 ↑↑↑ 工艺流程短和加工温度低加工工序少少切削、无切削