炼钢基础知识

绪 论 第一篇 钢铁材料知识 1 钢的分类及性能 1.1 钢的分类和牌号 1.1.1 碳素钢的分类、牌号及用途1.1.2 合金钢的分类、牌号及用途性能1.2.1 钢的力学性能1.2.2 钢的物理性能1.2.3 钢的化学性能1.2.4 钢的工艺性能2 金属结构与结晶2.1 晶体的结构2.1.1 晶体结构的概念2.1.2 金属晶格的类型2.1.3 晶体结构的缺陷2.2 金属的结晶2.2.1 纯金属的冷却2.2.2 纯金属的结晶2.2.3 晶粒大小的控制2.2.4 纯铁的同素异构转变3 铁碳合金 3.1 合金组织 3.1.1 固溶体3.1.2 金属化合物3.1.3 多相混合物3.2 二元合金相图 3.2.1 二元合金相图的建立3.2.2 水平截线法则和杠杆定律3.2.3 匀晶相图3.2.4 共晶相图3.3 铁碳合金相图 3.3.1 铁碳合金中的基本相3.3.2 铁碳合金相图分析3.3.3 典型的铁碳合金结晶过程及其组织3.3.4 碳含量对铁碳合金组织与性能的影响3.3.5 铁碳相图的应用4 钢的热处理 4.1 钢在加热和冷却时的转变 4.1.1 钢在加热时的转变4.1.2 钢在冷却时的转变4.2 钢的退火和正火 4.2.1 退火4.2.2 正火4.2.3 退火与正火的选择4.3 钢的淬火与回火4.3.1 淬火4.3.2 钢的回火4.4 钢的表面处理4.4.1 表面淬火4.4.2 钢的化学热处理5 钢中元素作用5.1 钢中常存元素5.1.1 碳的影响5.1.2 锰的影响5.1.3 硅的影响5.1.4 硫的影响5.1.5 磷的影响5.2 钢中气体元素5.2.1 氧的影响5.2.2 氮的影响5.2.3 氢的影响5.3 合金元素在钢中的作用5.3.1 合金元素在钢中存在形式5.3.2 合金元素对Fe-Fe3C相图的影响5.3.3 合金元素对钢热处理的影响5.3.4 合金元素对钢性能的影响第二篇 物理化学知识6 炼钢过程的热能6.1 热力学第一定律6.1.1 炼钢过程的热效应6.1.2 热容与焓变计算6.1.3 化学反应热效应和盖斯定律6.1.4 基尔霍夫定律6.1.5 标准生成热6.2 热力学第二定律6.2.1 热力学第二定律6.2.2 自由能6.3 溶液6.3.1 理想溶液6.3.2 稀溶液6.3.3 真实溶液和活度6.4 化学反应的方向、限度和速度6.4.1 化学反应的方向6.4.2 化学平衡及影响因素6.4.3 氧化物的标准生成自由能和分解压力6.4.4 化学反应速度及影响因素6.5 炼钢过程的表面现象6.5.1 表面张力6.5.2 界面张力的润湿6.5.3 吸附作用7 金属熔体7.1 金属熔体的结构7.1.1 金属的三态及其转化7.1.2 金属熔体的结构7.2 金属熔体的物理性质7.2.1 密度7.2.2 熔点7.2.3 黏度7.2.4 表面张力7.2.5 扩散系数7.2.6 蒸气压7.3 元素在铁液中的溶解7.3.1 元素在铁液中的溶解度7.3.2 溶解元素与铁形成的溶液7.3.3 元素在铁液中溶解时的自由能变化第三篇 炼钢基本原理8 炼钢熔渣8.1 熔渣的来源、组成和作用8.1.1 熔渣的来源和组成8.1.2 熔渣的作用8.2 熔渣结构8.2.1 熔渣结构的分子理论8.2.2 熔渣结构的离子理论8.2.3 分子-离子共存理论8.3 熔渣相图8.3.1 炼钢中的主要二元系相图8.3.2 三元系熔渣相图8.4 熔渣的化学性质8.4.1 熔渣的碱度8.4.2 熔渣的氧化性8.4.3 熔渣的还原性8.4.4 熔渣的透气性8.5 熔渣的物理性质8.5.1 熔渣的黏度8.5.2 熔渣的密度8.5.3 熔渣的表面张力和界面张力8.5.4 熔渣中各组元的扩散8.5.5 熔渣的导电性8.5.6 熔渣的焓变量和导热性8.6 造渣8.6.1 造渣的目的及要求8.6.2 炉渣的泡沫化9 炼钢的基本反应9.1 炼钢的基本任务9.2 铁的氧化和氧的传输9.2.1 铁的氧化9.2.2 熔渣的传氧作用9.2.3 杂质元素的氧化方式9.3 硅和锰的氧化与还原9.3.1 硅的氧化与还原9.3.2 锰的氧化与还原9.4 碳的氧化9.4.1 碳-氧反应在炼钢中的作用9.4.2 碳-氧反应的热力学9.4.3 碳-氧反应的动力学9.4.4 氧气顶吹转炉的碳氧反应机理和特点9.5 去磷9.5.1对钢性能的影响9.5.2 去磷反应热力学9.5.3 还原性脱磷9.5.4 回磷9.6 去硫9.6.1 硫对钢性能的影响9.6.2 去硫的热力学9.6.3 去硫和去磷的动力学9.7 其他元素的氧化9.7.1 铬的氧化9.7.2 钒的氧化10 钢的脱氧及合金化10.1 脱氧的目的和任务10.1.1 氧对钢质量的影响10.1.2 脱氧的目的10.1.3 脱氧的基本任务10.2 元素的脱氧能力及常用脱氧元素10.2.1 元素的脱氧能力10.2.2 常用的脱氧元素10.3 各元素的单独脱氧和复合脱氧10.3.1 各元素单独脱氧的特点10.3.2 复合脱氧及其特点10.4 脱氧产物的排除10.5 扩散脱氧10.4.1 脱氧方法及其特点10.4.2 扩散脱氧的基本原理11 钢中的非金属夹杂物11.1 非金属夹杂物的分类11.1.1 按照夹杂物的组成分类11.1.2 按照夹杂物的来源分类11.1.3 按照夹杂物的变形性能分类11.1.4 按照夹杂物的尺寸大小分类11.2 非金属夹杂物对钢性能的影响11.2.1 夹杂物对钢力学性能的影响11.2.2 夹杂物对钢工艺性能的影响11.3 减少钢中非金属夹杂物的途径11.3.1 减少钢中的氧化物夹杂11.3.2 减少钢中的硫化物夹杂12 钢中气体12.1 钢中的氮12.1.1 钢中氮的来源12.1.2 氮在钢中的溶解12.1.3 氮对钢性能的影响12.1.4 影响钢中氮含量的主要因素12.2 钢中的氢12.2.1 钢中氢的来源12.2.2 氢在钢中的溶解12.2.3 氢对钢性能的影响12.2.4 减少钢中含氢量的措施12.3 常压下的钢液脱气12.3.1 转炉吹炼中钢液气体含量的变化12.3.2 电炉冶炼中钢液气体含量的变化13 钢液的炉外精炼原理13.1 真空精炼理论13.1.1 真空下的脱氧和脱气13.1.2 真空精炼中的钢液搅拌13.1.3 真空精炼中的钢液加热13.1.4 真空下钢中元素的挥发13.1.5 真空下耐火材料的分解与还原13.2 非真空精炼原理13.2.1 钢包吹氩13.2.2 氩氧精炼13.3 减少钢中气体的措施13.3.1 加强原材料的干燥及烘烤13.3.2 采用合理的生产工艺第四篇 传热知识14 炼钢热能14.1 转炉炼钢热能14.2 电弧炉炼钢热能14.3 炼钢用辅助热能14.3.1 冶金生产常用燃料14.3.2 燃料组成和发热量14.3.3 燃烧的基本概念及燃烧温度15 传热原理15.1 稳定态传导传热15.1.1 传导传热的基本定律15.1.2 平壁导热15.1.3 圆筒壁导热15.2 对流给热15.2.1 对流给热的本质15.2.2 对流给热基本公式15.2.3 对流给热系数的几个实验公式15.3 辐射传热15.3.1 辐射传热的基本概念15.3.2 辐射的基本定律15.3.3 两物体间的辐射热交换15.3.4 气体与固体间的辐射热交换15.4 稳定态综合传热15.4.1 气体与表面间的热交换15.4.2 流体通过固体壁对另一流体的传热16 炼钢炉的热工分析16.1 氧气顶吹转炉16.1.1 氧气转炉内氧流股与传热的关系16.1.2 提高转炉炼钢热能的利用率16.2 电弧炉热工分析16.2.1 电弧炉炉膛内的热交换16.2.2 电弧炉冶炼的能量供给制度附录1 化合物的标准生成吉布斯自由能附录附录2 常用物理化学常数表附录3 物理量的单位及两种单位制的转换关系附录4 的计算值参考文献