1 液态金属的结构 1
1.1 液态金属与固态金属的比较 1
1.1.1 金属熔化时体积的变化 1
1.1.2 熔化热和熔化熵 2
1.1.3 热容和其它性质的变化 2
1.2 液态金属的X射线衍射分析 4
1.2.1 产生衍射的条件 5
1.2.2 衍射强度 5
1.2.3 液态金属的衍射分析 7
1.2.4 液态金属的原子分布 8
1.2.5 液态合金的原子分布 9
1.3 统计力学基础 10
1.3.1 玻尔兹曼分布定律 10
1.3.2 配分函数计算 11
1.3.3 正则系综合正则配分函数 13
1.4 液态金属结构理论 16
1.4.1 分子间的位能函数 16
1.4.2 胞腔理论 17
1.4.3 空腔理论 18
1.4.4 分布函数理论 20
1.4.5 液态理论的计算机模拟 23
习题和思考题 24
2 金属溶液的热力学性质 25
2.1 溶液的热力学性质 25
2.2 吉布斯—杜亥姆方程积分法求活度 27
2.2.1 二元系 27
2.2.2 三元系 29
2.3 由相图求活度 31
2.4.1 理想溶液 32
2.4 金属溶液模型 32
2.4.2 正规溶液 33
2.5 二元金属溶液 41
2.6 三元金属溶液 46
2.6.1 高溶质浓度 46
2.6.2 稀溶质浓度 47
习题和思考题 51
3 液态金属的物理性质 52
3.1 液态金属的粘度 52
3.1.1 液态金属和合金的粘度 52
3.1.2 简单的粘度理论 54
3.1.3 粘度的绝对反应速度理论 55
3.2 液态金属中的扩散 59
3.2.1 液态金属的自扩散系数 59
3.2.2 液态合金的扩散 61
3.2.3 斯托克斯-爱因斯坦方程 65
3.2.4 扩散的无规行走模型 66
3.3 液态金属和合金的表面张力 67
3.3.1 表面张力和表面吉布斯自由能 67
3.3.2 二元溶液的表面张力——表面吸附现象 68
3.3.3 表面张力与温度的关系 69
3.3.4 液态金属的表面张力 70
3.3.5 液态合金的表面张力 71
习题和思考题 74
4 金属中的非金属元素和夹杂 75
4.1 液态金属中的非金属元素 75
4.1.1 非金属元素在铁中的溶解度 75
4.1.2 非金属元素在液态金属中的存在形态 79
4.1.3 非金属元素在液态金属中的扩散 81
4.1.4 非金属元素对液态金属性质的影响 82
4.2 钢中非金属夹杂物 83
4.2.1 非金属夹杂物的来源及对钢性能的影响 83
4.2.2 氧化物夹杂 85
4.2.3 硫化物夹杂 87
4.2.4 非金属夹杂物的去除 89
习题和思考题 90
5 液态金属的凝固 91
5.1 新相生核 91
5.1.1 新相生核的热力学条件 91
5.1.2 新相生核速度 93
5.2 晶体长大 95
5.2.1 晶体长大的形态 95
5.2.2 晶体长大速度 97
5.3 钢锭的凝固和结构 98
5.3.1 镇静钢钢锭 99
5.3.2 沸腾钢钢锭 101
5.3.3 连铸钢坯 102
5.4 钢锭的偏析和气孔 103
习题和思考题 106
6 熔渣的组成和结构 107
6.1 渣的分类和作用 107
6.2 氧化物性质的判据 108
6.2.1 键强度 108
6.2.3 电负性 109
6.2.2 离子静电场强度 109
6.3 氧化物晶体的结构 110
6.4 硅酸盐晶体的结构 114
6.5 固态炉渣的矿物组成 115
6.6 硅酸盐玻璃的结构 116
6.7 硅酸盐熔渣的结构 119
习题和思考题 122
7 熔渣组元的活度和热力学理论 123
7.1 二元—熔渣组元的活度 123
7.2.1 硅酸盐熔渣 126
7.2 三元和四元系熔渣组元的活度 126
7.2.2 硅铝酸盐熔渣 127
7.3 熔渣的分子理论和理想离子溶液理论 130
7.3.1 分子理论 130
7.3.2 理想离子溶液理论 133
7.3.3 硅酸盐熔体的理想混合模型 135
7.4 正规离子溶液理论 138
7.4.1 有公共阴离子的混合 138
7.4.2 阴阳离子不同时的混合 140
7.4.3 离子电价不同时的混合 140
7.4.4 正规离子溶液理论在熔渣中的应用 141
7.5 图普和塞米斯模型 143
7.6 马森模型 147
7.6.1 直链模型 147
7.6.2 支链模型 149
7.7 似晶格模型 151
7.7.1 横川和舟羽模型 151
7.7.2 林和佩尔顿模型 153
习题和思考题 155
8.1.1 aO/iO2x或X2CaO/XSiO2 156
8.1.2 aO-1.18%P205/%SiO2或xCaO-3%XP205/XSi02 156
8.1 炉渣碱度 156
8 熔渣的化学性质 156
8.1.3 剩余碱 157
8.1.1 基于熔渣离子理论的碱度表示方法 157
8.1.1 光学碱度 157
8.2 渣的氧化性 158
8.3 熔渣与气体的反应 160
8.3.1 S2或SO2 160
8.3.2 H20 164
8.3.3 N2和C 166
8.3.4 熔渣中的氧化-还原反应 169
8.3.5 熔渣组元的蒸发 170
8.4 熔渣与金属的反应 172
8.4.1 反应的电化学本质和局部平衡 172
8.4.2 硅、锰、铬的氧化与还原 175
8.4.3 复合脱氧反应 179
8.4.4 磷的氧化 181
8.4.5 脱硫 184
习题和思考题 188
9.1.1 熔渣电解 190
9.1 电导率 190
9 熔渣的物理性质 190
9.1.2 熔渣离子迁移数 191
9.1.3 熔渣电导率 192
9.2 扩散系数 198
9.3 粘度 201
9.4 表面张力和界面现象 209
9.4.1 熔渣的表面张力 209
9.4.2 渣-钢界面张力 213
9.4.3 界面扰动 215
9.4.4 泡沫渣 216
9.4.5 渣中金属的弥散 218
9.4.6 接触角与铺展性 221
习题和思考题 223
10 工业熔渣 224
10.1 高炉渣 224
10.2 炼钢渣 230
10.2.1 炼钢渣的组成 230
10.2.2 转炉炼钢渣的形成 231
10.2.3 石灰在渣中的溶解 235
10.2.4 炼钢渣的精炼作用 236
10.2.5 熔渣对耐火材料的侵蚀 238
10.3 炉外处理用渣 239
10.3.1 CaO-Al202渣 240
10.3.2 Na20-Si02渣 241
10.3.3 CaC2-CaF2渣 241
10.4 电渣重熔渣 241
10.5 保护渣 245
10.6 冶金渣的综合利用 248
10.6.1 冶金渣的处理 248
10.6.2 冶金渣的利用 248
习题和思考题 250
参考文献 251