高等学校教学用书 钢铁冶金原理PDF电子书下载

第一章 冶金的热力学基础 1

1 自由能变化和平衡常数 1

1．自由能 2

2．反应的自由能变化——等温方程 2

3．平衡常数 3

4．过程的判据 5

2 冶金反应的△G°和平衡常数的计算 6

1．绝对熵法：近似计算法，准确计算法，相变的影响 6

2．准确计算的查表计算法 9

3．组合计算法 17

4．利用自由能函数（GT-H？／T）的计算法 18

3 活度及其计算法 21

1．活度的概念 21

2．活度的标准态 23

3．活度的求法 25

4．多组分的活度系数 41

4 溶质的化学势及溶解自由能变化的计算 49

习题 56

第二章 气固相反应的热力学 59

1 氧化物的氧势及氧势图 59

1．氧势 59

2．氧势图 61

2 氧化物的分解及分解压 64

1．分解压及其确定法 64

2．氧化物分解的影响因素：相变，体系的压力 66

3．氧化物的分解特性 68

4．氧化物分解的条件：分解温度 72

3 碳酸盐分解的热力学 74

1．碳酸盐的分解压及分解温度 74

2．碳酸盐分解的影响因素：副反应的发生，分散度，杂质的存在 79

4 燃烧反应的热力学 81

1．C.CO.H2与O2的反应 81

2．水煤气反应 85

3．固体碳的气化反应 86

4．固体碳和水蒸气的反应 88

5．CH4的离解及燃烧反应 88

6．燃烧反应的平衡成分及其性质的确定 90

5 还原反应的热力学基础 99

1．还原反应的热力学条件 99

2．各种氧化物还原的一般情况 101

3．高炉内炉气氧势的变化和氧化物的还原 101

6 CO及H2还原氧化物的热力学 102

1．CO还原氧化物的热力学特点 102

2．CO对氧化铁的还原 104

3．H2对氧化铁的还原 105

4．实际固相氧化铁的还原 106

7 固体碳还原氧化物的热力学 110

1．固体碳还原氧化物的热力学特点 110

2．固体碳还原氧化物的平衡图 113

3．氧化铁为固体碳还原 115

4．其他氧化物的直接还原 116

5．复杂化合物中氧化物的直接还原 116

8 金属热还原法 118

9 焙烧反应的热力学 119

1．硫化物的氧化焙烧 119

2．氯化焙烧的热力学 124

习题 127

第三章 冶金熔体 130

1 炉渣的状态图 130

1．二元氧化物状态图：CaO—SiO2系，Al2O3—SiO2系，CaO—Al2O3系，FeO—SiO2系 130

2．三元系状态图：三元系相图的基本类型及特点，CaO—SiO2—Al2O3系状态图，FeO—CaO—SiO2系状态图 134

2 熔渣的结构 142

1．分子结构模型理论 143

2．离子结构模型理论 145

3 熔渣的物理性质 151

1．熔渣的熔化性 151

2．熔渣的粘度 153

3．熔渣的导电性 158

4．熔渣的表面性质：熔渣的表面张力，界面张力与润湿性，泡沫渣 159

4 熔渣的化学性质 163

1．熔渣的碱度 163

2．熔渣的氧化能力及还原能力 165

3．气体在渣中的溶解 165

5 熔渣的热力学性质——活度 166

1．二元渣系的活度 166

2．三元渣系的活度：CaO—SiO2—Al2O3系，FeO—CaO—SiO2系，CaO—(FeO—MnO)—SiO2系，CaO—MnO—SiO2系 167

6 熔渣的离子模型 171

1．完全离子溶液模型 171

2．正规溶液模型 173

3．马松模型（Masson's Model） 174

4．离子—分子共存模型 176

5．离子反应的平衡商模型（弗鲁德模型） 177

7 金属熔体的结构及性质 178

1．金属熔体的结构 178

2．铁熔体的粘度 179

3．铁熔体的表面张力 180

4．元素在熔铁中的溶解 181

习题 183

第四章 有溶液参加的反应的热力学 186

1 有溶液参加的反应的自由能变化 186

1．溶液中反应的等温方程 186

2．溶液中反应的平衡常数 189

3．溶液中氧化物的氧势 190

4．溶液中氧化还原反应的热力学 192

5．两液相间物质的分配比 197

2 高炉熔渣与金属液间溶解元素的分配——锰，硅，铬，钛，钒，磷，硫 197

1．锰的分配 197

2．硅的分配 198

3．铬，钛，磷，钒的分配 199

4．硫的分配 202

3 铁的渗碳及熔铁的含碳量 208

1．碳在铁中存在的状态 208

2．CO对铁的渗碳 209

3．CH4对铁的渗碳 216

4．熔铁中碳的溶解度 217

4 氧化熔炼的热力学基础 219

1．熔渣的氧化能力 219

2．铁液中元素氧化的氧势 220

3．炼钢熔池中元素氧化的热力学条件 221

5 炼钢反应的热力学 223

1．硅及锰的氧化 223

2．碳的氧化 224

3．磷的氧化 226

4．去硫反应 230

5．铬的氧化 232

6．钒与铌的氧化 234

7．钢中气体 234

8．钢液的脱氧 237

9．钢液脱氧及冷却、凝固过程中夹杂的形成 242

10．钢液真空处理的热力学 244

习题 249

第五章 冶金反应过程的动力学 252

1 化学反应的速度 252

1．化学反应的速度和速度式 252

2．一级可逆反应的速度式 254

3．反应级数的确定和反应速度常数的计算 255

2 扩散 258

1．扩散的理论基础 258

2．气体中的扩散 261

3．固相及液相内的扩散 262

4．对流扩散：边界层理论及表面更新理论 262

附录：菲克第二定律的数学推导 272

3 多相反应过程的动力学基础 275

1．多相反应的动力学特征 275

2．多相反应的速度式和速度范围 276

3．多相反应速度的影响因素 278

4．多相反应速度限制环节的确定 279

4 多相反应（过程）速度方程的类型 281

1．界面反应成为限制环节的速度方程 281

2．扩散成为限制环节的速度方程 283

3．混合限制环节的速度方程 287

4．吸附环节的速度方程 289

5．核生成环节的速度方程 293

5 碳酸盐分解的动力学 298

1．碳酸盐分解的机理 298

2．CO2在分解产物层内的扩散 300

3．碳酸盐分解的速度及其影响因素 300

6 铁等金属氧化的动力学 301

1．铁氧化的结晶化学变化：金属铁及其氧化物的结构，铁氧化时晶格的重建，氧化物层的结构，固相内质点的扩散，氧化物层形成的过程 301

2．金属氧化的速度 306

7 氧化物还原的动力学 307

1．还原过程的组成环节及特点 307

2．氧化物还原反应的机理：自动催化特性，吸附特性，还原层内离子的扩散，还原的结晶化学变化 308

3．铁矿石为气体还原的数学模型：一界面模型速度方程，三界面模型速度方程 310

4．各种因素对气体还原氧化铁的影响：粒度和孔隙度，温度，还原气体的成分与压力 317

8 固体碳燃烧的动力学 318

1．固体碳与气体氧化剂反应的一般动力学特征 319

2．固体碳和氧作用的动力学 319

3．固体碳与CO2反应的动力学 321

4．CO分解的动力学 323

9 液态金属与熔渣间反应的动力学 324

1．金属与熔渣间脱硫反应的动力学：脱硫的电化学反应，脱硫反应的扩散环节，脱硫速度的影响因素 324

2．钢液中锰氧化的动力学 328

3．其他元素反应的动力学 330

10 钢液中气液反应的动力学 331

1．钢液脱碳反应的动力学：CO气泡核的生成及长大，钢液中碳和氧的扩散，脱碳反应的速度及其影响因素 331

2．钢液中气体吸收和排出的动力学：钢液表面气体的排出，脱碳过程中气体的排出，吹氩气的脱气 336

3．真空下合金元素的挥发 339

习题 340

附录 343

一．物质的热力学数据表 343

二．化合物的标准生成自由能表 348

三．计算△G0用的温度函数表 364

四．物质的自由能函数（？）表 367

五．主要反应的标准自由能变化 368

六．本书有关物理量的公制和国际制（SI单位）的转换表 370

七．主要的物理化学常数（主要参考用书） 370