绪论 1
第一章 冶金过程热力学和动力学基础 6
第一节 热力学函数 6
一、热力学函数的相互关系 6
二、标准态和热力学函数规定值 7
第二节 氧位图及化合物的稳定性 10
第三节 冶金反应有关的速率现象 17
一、动力学方法和热力学方法的比较 17
二、化学反应动力学 18
三、多相反应的速率 20
第四节 扩散和传质 22
一、菲克定律 22
二、流体流动和传质 25
三、传输系数 27
四、边界层概念和传质系数 28
第五节 几个冶金过程的动力学模型 33
一、气固相反应动力学(未反应核模型) 33
二、气液相反应动力学(表面更新理论) 36
三、液液相反应动力学(双膜理论) 37
四、表面活性物质对传质速率的影响 40
第一节 熔铁的结构 44
第二章 熔铁和熔融铁合金的物理化学性质 44
第二节 熔铁和熔融铁合金的物理性质 46
一、密度 46
二、粘度 48
三、扩散系数 50
四、熔点 52
五、表面张力 54
六、电阻率 58
第三节 各种元素在熔铁中的溶解度和相互作用 60
一、理想溶液和实际溶液 60
二、各种元素在熔铁中的溶解度和溶解过程的标准吉布斯自由能变化 64
三、熔铁中各种元素的相互作用和相互作用系数 68
第四节 Fe-i系熔体中i的溶解度和活度 74
一、Fe-Mn、Fe-Ni、Fe-Cr和Fe-Co系 74
二、Fe-C、Fe-Si系 74
三、Fe-P系 77
四、Fe-O、Fe-S系 78
五、Fe-A1系 82
六、Fe-V、Fe-Ti、Fc-Nb系 83
七、熔铁中的钙和镁 84
八、 Fe-RE系 85
第三章 熔渣的物理化学性质 89
一、离子半径和离子间的吸引力 90
第一节 熔渣的结构 90
二、化合物中离子结合的分数 93
三、离子晶体结构 94
四、熔渣的结构 97
第二节 熔渣的物理性质 98
一、熔渣的粘度 98
二、熔渣的密度 101
三、熔渣的热容和导热性 102
四、熔渣的导电性 104
五、熔渣的表面张力和界面张力 105
第三节 熔渣的热力学模型 109
六、熔渣中组元的扩散 109
一、熔渣的分子模型 110
二、熔渣的各种离子模型 111
三、熔渣的分子离子共存模型 117
第四节 熔渣的化学性质 119
一、熔渣的碱度 119
二、熔渣的氧化性 122
三、熔渣的还原性 123
四、渣的物质容量 124
五、保护渣—不均匀渣系 125
一、二元系相图 126
第五节 熔渣相图 126
二、三元系相图 128
第四章 炼钢基本反应 135
第一节 铁的氧化和杂质的氧化方式 135
一、铁的氧化和还原 135
二、氧在渣和钢间的传递 136
三、杂质的氧化方式—直接氧化和间接氧化 137
第二节 脱碳反应 138
一、脱碳反应的热力学 138
二、脱碳反应动力学分析 142
三、实际炼钢过程的脱碳速率 143
一、硅的氧化反应 148
第三节 硅、锰的氧化反应 148
二、锰的氧化 149
第四节 脱磷反应 152
一、炼钢脱磷反应 152
二、脱磷反应的热力学分析 155
三、脱磷反应动力学 158
四、冶炼低磷钢的炼钢技术 159
五、铁水预处理脱磷 161
六、还原脱磷 162
第五节 脱硫反应 163
一、碱性氧化渣与金属间的脱硫反应 163
二、脱硫反应动力学 167
三、气相在脱硫中的作用 169
四、铁水预脱硫以及铁水同时脱磷和脱硫 171
第六节 铬、钒、铌的氧化反应 174
一、铬的氧化反应 174
二、钒的氧化反应 175
三、铌的氧化反应 176
第七节 钢中气体 177
一、氢的反应 178
二、氮的反应 180
三、钢液的脱气和吸气反应的动力学 182
一、按夹杂物的化学成分分类 188
第一节 钢中非金属夹杂物的种类及其形态 188
第五章 脱氧和非金属夹杂物 188
二、按夹杂物的形态分类 190
三、按夹杂物的来源分类 192
四、按夹杂物尺寸分类 193
第二节 夹杂物对钢的性能的影响 193
一、夹杂物和裂纹的形成及应力集中 194
二、夹杂物对钢的塑性和韧性的影响 194
三、夹杂物对钢的疲劳性能的影响 198
四、夹杂物对钢的加工性能的影响 201
第三节 脱氧反应的热力学 202
一、氧在铁中的行为 202
五、夹杂物对钢的物理化学性能的影响 202
二、脱氧的任务和脱氧能力的测定 203
三、单独元素的脱氧 204
四、复合脱氧剂的脱氧 206
五、脱氧元素与钢中氮的反应 209
六、熔渣脱氧 209
第四节 脱氧的动力学 210
一、脱氧剂的溶解和均匀化 210
二、脱氧产物的生核 211
三、脱氧产物的长大 213
四、脱氧产物的去除 214
一、硫化物形态控制 220
第五节 夹杂物形态控制 220
二、氧化物形态控制 223
第六节 脱氧与合金化 227
第六章 钢液的二次精炼原理 232
第一节 真空冶金的一般规律——压力对化学平衡的影响 233
第二节 金属的真空脱氧 235
一、真空条件下碳的脱氧能力 235
二、影响真空碳脱氧反应的动力学因素 237
三、真空碳脱氧的实际效果 240
四、真空下金属元素的脱氧能力 241
第三节 钢液的真空脱气 242
一、真空下元素挥发的热力学 244
第四节 真空熔炼过程中元素的挥发 244
二、真空下元素挥发的动力学 247
第五节 真空下合金元素与耐火材料的相互作用 250
一、高纯氧化物的热力学性质 250
二、真空下耐火材料和金属液的相互作用 251
三、耐火材料和熔体反应的动力学 253
第六节 二次精炼的熔渣控制及喷粉冶金 255
第七节 钢液的加热 259
第八节 钢液的搅拌和混合 260
一、气体搅拌和电磁搅拌 260
二、钢液的流动和混合 263
一、钢液的结晶 267
第七章 凝固理论 267
第一节 钢液结晶与凝固结构 267
二、晶体长大 270
三、凝固结构 275
四、凝固结构控制 278
第二节 凝固过程传热 281
一、钢液凝固过程热平衡 281
二、钢液凝固过程传热机构 281
三、影响钢液凝固传热因素 286
四、传热与凝固定律 287
第三节 凝固传热数学模型 289
一、钢锭凝固热传导方程的数学解 290
二、连铸坯凝固传热数学模型 294
第四节 凝固收缩 299
一、凝固冷却过程的收缩现象 299
二、缩孔和疏松的形成 300
三、收缩与裂纹 302
第五节 凝固偏析 303
一、平衡凝固 303
二、显微偏析 303
三、宏观偏析 308
四、偏析控制 312
第六节 凝固过程的非金属夹杂物 313
一、固过程新相生成 313
二、钢锭中夹杂物分布 314
三、连铸坯中夹杂物 317
四、非金属夹杂与钢的显微结构 317
第七节 凝固过程的气体 317
一、镇静钢凝固过程中溶解气体的析出 317
二、凝固过程中CO的析出 320
附录一 卡／焦换算表 326
附录二 无因次规范数表 327
附录三 中外人名对照表 329