合金钢冶炼

合金结构钢分类：

按用途分：（常用方法）

1.建筑工程用钢

2.机械用钢（调质钢、表面硬化钢、弹簧钢、易切削钢、冷塑性成型钢）

3.超高强韧结构钢（炮钢、高压容器钢、火箭、飞机、宇航等用钢）

按热处理方法分：

1.渗碳合金结构钢2调质合金结构钢

按化学成分分：

铬锰钢、铬镍钢、氮化钢、硼钢、硅锰钢

合金元素作用

C：使钢获得足够的强度和硬度

Mn：显著提高淬透性，降低脆性转变温度。改善热加工性

Si：提高强度和硬度

Cr：显著提高淬透性，提高耐腐蚀性

Ni：提高淬透性和耐腐蚀性，降低脆性温度转变温度

Mo：显著提高淬透性和强度，提高耐磨性和抗回火稳定性

W：显著提高强度和韧性，提高淬透性和耐腐蚀性

V：细化晶粒，改善焊接性

Ti：细化晶粒，提高强度

Nb：细化晶粒，提高强度，改善焊接性

Al：提高氮化钢的耐磨性，硬度和疲劳强度

B：显著提高淬透性

五大合金化原则：

1.提高淬透性

2.细化晶粒（A）

3.降低高温回火脆性

4.“多元少量”原则

5.非调质化趋势

合金钢：Alloy Steel 不锈钢：Stainless Steel （SS）

AOD炉精炼工艺

主要进行脱碳、还原精炼及成分调整操作

前期：脱碳期（50-60min）

控制好O2和稀释气体Ar（或N2）的混合比（O2/Ar（N2））。吹炼过程中根据不同阶段的熔池温度和含碳量及时调整O2/Ar比，以达到“去碳保铬”的目的。氧气的消耗量是根据钢包内初炼钢液C、Si、Cr、Mn的分析值和钢液重量来确定的。

AOD炉精炼超低碳不锈钢一般采用三阶段吹炼法，其配气比例为：

第一阶段：Ar：O2=1:3，吹至[C]=0.3%

第二阶段：Ar：O2=1:2，吹至[C]=0.13-0.15%

第三阶段：Ar：O2=2:1,（或3:1）。吹至[C]<0.03%

晶粒取向：

d（体心立方）：晶粒各向的磁性不同，轧制方向最容易磁化。

组织：各个晶粒取向趋于一致的状态。

单取向：平行轧制方向；双取向：平行、垂直轧制方向

合适的冷变形程度和退火温度，加热时防止初次再结晶晶粒长大，这样有可能在高温退火时依靠晶界能作为动力，使二次晶粒猛然长大，发展成为大小均匀的取向晶粒。

成分对钢性能的影响

合金结构钢最主要的合金元素是Mn、Cr、Ni、Si；其次是Mo、W、Al、Cu等，少量使用的有Nb、V、Ti、B等。

1.[C]:

C是决定强度指标的最主要元素，当钢的的组织一定时，[C]增加，强度、硬度增加，塑性和韧性下降。

近似关系式：σb=250*（0.4+C）αk=（2/（0.4+C））2，且σb提高，αk下降。

所以，[C]是控制在一个合适范围，保证钢的良好强韧性能。

2.合金元素：目的是获得良好的综合机械性能，主要是：

（1）提高淬透性：Mn、B、Cr、Mo显著，其次是W、Ni、Si、Cu等；

（2）细化A晶粒：Al、V、Ti、Nb等；

（3）保证特殊性能：

耐磨性：W、Mo、Mn、Al等

耐蚀性：Cr、Ni等

切削性：Mn、S等

焊接性：Nb等，降低：C、P、Si等

冷变形性：降低：S、P、Cu、Si等

组织状态对钢性能的影响

通常结构钢最主要的组织：F+P、B、M

强度：弱→强

热处理可以改变钢的组织类型。

综合力学性能：退火钢优于铸态钢；

正火钢优于退火钢；

调质钢优于正火钢；

在不同的组织状态下，合金元素通过不同的途径影响钢的性能。

如：F+P：固溶强化（加Si、Mn、Al等）、沉淀强化和细化晶粒（K、氮化物的形成元素：Ti、Nb、V、Cu、W）

非金属夹杂物

A-硫化物；B-氧化铝；C-硅酸盐；D-点状不变形夹杂

轴承钢中的碳化物

P 体重原始K 钢材 网状K

（室温下）

带状K （共析K ：A →P+K Ⅱ）

K 液析（共晶K ：L →A+K Ⅰ）

碳化物形成及根本原因：枝晶偏析引起的显微组织不均匀，凡是增加枝晶偏析的因素，都会增大碳化物的不均匀程度。

碳化物不均匀分布及消除措施

1. 带状碳化物

2. 碳化物液析

3. 网状碳化物

（1） 带状碳化物

1. 枝晶偏析（富Cr 和富C ）引起的显微区的共析碳化物（二次碳化物），经压力加工后，

顺延展方向分布成条带状。

2. 严重带状碳化物，黑白区域分明，带条宽度大，带与带之间也宽。

3. 为了降低带状碳化物级别，主要措施是钢锭或钢坯进行扩散退火

（2） 碳化物液析

1. 液相中碳及合金元素富集（液态偏析）产生的压纹态莱氏体共晶（一次碳化物），在热

加工时被压碎并沿轧向呈条带状分布。

2. 消除和改善措施

控制C 、Cr 中下限，加V ；低温浇注；采用较大锻压比；扩散退火；热处理过程不能太慢。

（3） 网状碳化物

沿A 晶粒边界析出的呈网状分布的碳化物。

原始碳化物偏析大，易出现；停轧温度高及冷却太慢，使网状碳化物的连续性和粗大程度显著增加。

消除或减轻措施：

控制C 、Cr 中下限，Si 、Mn 有破坏和减小网状碳化物作用；控制低的终轧温度和强化轧后冷却速度。

硅的良好作用（硅钢）

1. 随着[Si]增加、钢的电阻率增大，从而使涡流损失减小；

2. 减小晶体的各向异性，使磁化容易，磁阻减小，因而降低磁滞损失；

3. 促使铁素体晶粒粗化，减小晶界面，降低顽矫力，提高磁导率；

4. 促使钢中碳的石墨化，改善碳对磁性的危害；

5. 强的脱氧元素，能脱除对磁性不利的氧

钝化理论（不锈钢）

薄膜理论：金属与周围介质作用时，在表面上生成一种非常薄、致密的，保护性能良好的钝化膜。δCr =10-4mm ，（FeCrO 4）或（Cr 2O 3）

吸附理论：金属表面形成一层氧的吸附层，导致金属的电极电位↑，使Me +不易进入电解质

热加工及冷却阶段和热处理及冷

却阶段 凝固阶段

溶液中。

钝化能力（抗蚀能力）与易钝化元素加入量有关：强钝化元素加入弱钝化金属基体中形成的固溶体。当强化元素加入弱钝化金属基体中形成的固溶体。当强钝化元素超过一定量时，合金体钝化程度迅速提高。抗腐蚀性并非随钝化元素增加而逐渐增加，而使仅当达到一定量时，跃变形式增加。

腐蚀（不锈钢）

晶间腐蚀：引起外形变化、性能↓，危害最大（晶粒结合能力↓）

晶间腐蚀：A或F，在400-800℃温度范围内保温或缓冷，在标准腐蚀条件下沿晶界发生的严重腐蚀现象。

原因：贫Cr论（Cr23C6）

解决办法：

1.加Nb、Ti固定[C]

2.[C] ↓;

3.改变晶界上K Cr析出数量及分布状态；

4.加Mo。因为Mo溶

于K中，抑制K Cr析出；5.稳定化处理（或固溶处理）

铁损（硅钢）

P e：铁芯在交流电作用下磁化时，由于磁场是交变的，铁芯中会产生涡流（电能以热形式损失=0.24I2Rt），由此引起能量损失。

P e∝（B2·f·d2）/ρ

减小涡流损失：

↑ρ（电阻率，加Si的主要目的）；

↓d（硅钢片厚度，在薄硅钢片之间采用绝缘漆涂层）

磁感应强度（硅钢）

铁磁物质特性（Fe、Ni、Co）

1.能被磁化（μ比μ0大几万倍）

2.μ不是常数（B并非随H成比例的↑或↓）

3.磁饱和（H↑,B也↑很少）

4.磁滞

主要钢种定义：

轴承钢：适用于制造不同环境中工作的各类滚动轴承套圈和滚动体的钢统称为滚动（或滚珠）轴承钢（简称轴承钢）

不锈钢：凡是在大气或高温氧化气氛或腐蚀介质中具有相对高的化学稳定性的钢统称不锈钢硼钢：以硼为主要合金化元素的钢

弹簧钢：由于在淬火和回火状态下的弹性，而专门用于制造弹簧和弹性元件的钢

金属的冶炼教案

金属的冶炼 教学目的： 1、了解金属冶炼的一般原理。 2、了解金属回收的重要意义，树立资源保护意识。 教学重点：金属冶炼的一般原理 教学方法：讨论、讲解、归纳 教学过程： 一、金属冶炼的步骤： 阅读教材，总结归纳： ①富集矿石、除杂、提高矿石有用成分的含量； ②冶炼：利用氧化还原反应的原理，在一定条件下，用还原剂把金属离子还原为金属单质。 ③精炼：采用一定的方法，提炼纯金属。 二、金属冶炼的方法： [讲述]由于金属的活动性不同，金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同，因此，必须采用不同的冶炼方法。 1．热分解法 有些不活泼金属仅用热分解法就能制得。在金属活动性顺序中，位于氢后面的金属的氧化物受热就能分解，例如： 2HgO 2Hg+O2↑ 2Ag2O 4Ag+O2↑ 2．热还原法 多数金属（活动性介于镁和铜之间的金属）的冶炼过程属于热还原法。常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气和活泼金属等，例如： Fe2O3+3CO2 Fe+3CO2 WO3+3H2W+3H2O

Cr 2O 3+2Al 2Cr+Al 2O 3 若金属以硫化物或碳酸盐形式存在，应先将其转化成氧化物。 3．电解法 在金属活动性顺序中，钾、钠、钙、铝等几种金属的还原性很强，这些金属都很容易失去电子，因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来，而只能用通电分解其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。 2Al 2O 3 ==== 4Al+3O 2↑ 2NaCl ==== 2Na+Cl 2↑ 三、不同金属冶炼方法的选择 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H ）Cu Hg Ag 四、金属的回收和资源保护： 1、废旧金属的最好处理方法是回收利用。 2、回收利用废旧金属的意义是减少垃圾量，防止污染环境且缓解资源短缺的矛盾。 电解 电解 电解法 热还原法 热分解法

工程材料学总结1

《工程材料学》复习大纲 第一章 概论 主要概念 工程材料，结构材料，功能材料，材料的组织、结构，使用性能，工艺性能，陶瓷材料，高分子材料，复合材料 内容要求 1． 工程材料的分类。 2． 工程材料的性能，掌握机械工程中常用力学性能指标的意义及单位 （σs，σ0.2，σb, δ，ψ，HBS, HRC, HV, ak）。 第二章 材料的结构 主要概念 晶格与晶胞，晶向族、晶面族，单晶体与多晶体，晶粒与晶界，点缺陷、线缺陷、面缺陷 内容要求 1.立方晶胞中晶向指数与晶面指数表示方法 （给出晶面晶向，让你标定出指数；给出指数，让你画出晶面， 晶向）。 2.三种典型金属晶型的原子位置、单胞原子数、原子半径、致密 度、配位数。 第三章 结晶与相图 主要概念 凝固与结晶, 过冷度， 形核与长大， 合金， 组元，相，相组成物，组织组成物，固溶体，金属化合物， 匀晶、共晶、共 析转变，杠杆定律 内容要求 1. 液态金属的结晶过程。 2. 熟悉共晶（析）转变、共晶（析）体、先共晶（析）相、二次相的 概念。

3．利用相图分析合金结晶过程，区分相组成物和组织组成物并计算相对量。 第四章 铁碳合金 主要概念 同素异构转变，铁素体，奥氏体，渗碳体，珠光体，莱氏体，石墨化， 灰铸铁，球墨铸铁。 内容要求 1. 熟悉Fe-Fe3C相图和铁碳合金中的共晶（析）转变。 2. 会分析各类铁碳合金冷却过程，熟悉它们室温时的相组成物和 组织组成物，并会计算其相对含量，会画组织示意图。 （相组成和组织组成的区别，会使用杠杆定律） 3. 掌握碳钢的牌号，知道它们的用途。 4．懂得石墨形态对铸铁性能的影响，常用铸铁的分类、牌号，主要用途。 第五章 金属的塑性变形与再结晶 主要概念 滑移，滑移面，滑移方向，滑移系，固溶强化，细晶强化，弥散强化，加工硬化（四种提高强度的方法），回复，再结晶, 再结晶温度, 热加工流线 内容要求 1.金属塑性变形的基本过程与塑性变形后的组织、性能的变化。 2.懂得滑移与位错运动的关系，从而理解强化金属的基本原理和主 要方法。 3.热加工与冷加工的根本区别和热加工的主要作用。 第六章 钢的热处理 主要概念 热处理，临界点，退火（炉冷），正火（空冷），淬火（油冷、水冷），回火，表面热处理，化学热处理，奥氏体化，奥

《金属的冶炼》公开课教案

第四章第三节：金属的冶炼教案 抚州一中曾健2004-10-27 教学目标： 1.知识目标了解金属分布及其存在；掌握金属冶炼的实质和方法。 了解金属的回收与环境、资源的关系。 2.能力目标阅读、自学能力，分析问题、解决问题的能力 3.教学重点、难点：金属冶炼的实质，金属冶炼的方法。 4.课时安排：1课时 【教学过程】 （引言）我们已经学过了碱金属、镁、铝、铁等金属元素；金属元素在自然界中的分布很广，无论是在矿物，还是动植物体内、或是在海洋中都或多或少的含有各种不同的金属元素。由于不同金属的化学活动性相差较大，因此它们在自然界中存在的形式也各不相同。 少数化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态存在，如金和铂以及少量的银和铜。化学性质比较活泼的金属，在自然界中总是以化合态存在。 矿产资源是自然资源的一部分，是大自然赋予人类的宝贵财富，是我国社会主义现代化建设的重要物质基础，我国生产所需的80%左右的原材料来自矿产资源。 （幻灯）金属的存在：游离态：少数化学性质不活泼金属 化合态：化学性质比较活泼的金属 （讲述）金属元素大多数以化合态存在于矿物中而人们日常应用的金属材料是怎么样的？该如何解决这一问题？ 我们日常使用的金属材料多为合金或纯金属，这就需要把化合态的金属转化为游离态的金属单质。这也就是人们常说的： （板书）第三节金属的冶炼 （板书）一、金属的冶炼。 1.定义：把金属从矿石中提炼出来 （（幻灯）课件1）赤铁矿，磁铁矿等矿石样品 大多数金属矿石里含有杂质，如石英、石灰石和长石等杂和在一起。那么我们该如何从赤铁矿石中提炼出单质铁？根据什么化学原理？ 2、步骤：（幻灯）从金属矿石中提炼金属一般需要经过三个步骤： 第一步是矿石的富集，除去杂质，提高矿石中有用成分的含量； 第二步是冶炼，利用氧化还原反应原理，在一定条件下，用还原剂把金属矿石中的金属离子还原成金属单质；（冶炼的实质） 第三步是精炼，采用一定的方法，提炼纯金属。 3.实质：（幻灯）得到电子 金属离子金属单质即：M n+ + ne-→M 还原剂 （过渡）既然我们已经知道金属冶炼的实质，是用还原的方法使金属化合物中的金 欢迎下载

合金钢及其热处理工艺

合金钢及热处理工艺 第一篇结构钢 各类结构钢的含碳量及热处理方法 第一节调质钢 调质钢分低淬透性调质钢中淬透性调质钢高淬透性调质钢 一、低淬透性调质钢油淬临界直径最大为30~40mm，合金元素种类少，总含量不大于 2.5%，常用的有铬钢、锰钢、铬硅钢和含硼钢。如30Cr、35Cr、40Cr、45Cr、30Mn2、 35Mn2、40Mn2、45Mn2、50Mn2、42Mn2V、40MnB等 （一）40Cr过热倾向不大，淬火性较好，回火稳定性较高，经调质后能获得较高的综合机械性能。因此它是应用最广的调质钢之一。 40Cr有两种加工路线；1）硬度较高（HB341~451）锻造-正火（退火）-加工-调质 2）硬度较低（HB255~285）锻造-调质-加工调质前是否进行正火或退火，关键在于锻造的掌握上，掌握得好，可以从略。淬火温度水淬830~850℃；油淬850~870℃。40Cr也可以制造经表面硬化处理的零件，如气体碳氮共渗，感应加热。 （二）45Mn2能促进钢的晶粒长大，显著提高钢的淬透性，45Mn2有较敏感的回火脆性，高温回火后要快冷（水或油中冷却）。淬火温度810~840℃，油淬。 （三）硅锰钢硅全部溶入铁素体，固溶强化效果显著，但含量过多（＞2%）将会较多地降低塑性和韧性。硅能提高淬透性，单一不明显，与锰或铬复合加入，效果显著。但与锰或铬共存，回火脆性敏感。此外，含硅的钢易产生脱碳现象。 常用的有35SiMn和42SiMn，它们既没有锰钢那样容易过热，也没有硅钢那样容易脱碳，但高温回火后必须快冷。 （四）含硼调质钢硼突出的作用是提高淬透性，并且加入量很少（0.0005~0.001%）时就效果显著,当有效硼在0.001%以下时,淬透性随含硼量增加增加,当超过0.001%,淬透性保持不变,超过0.003%,冲击韧性下降,即”硼脆”超过0.007%引起热脆性,增加热加工困难.含硼量一般都控制在0.0005~0.0035%,可代替1.6%Ni、0.3%Cr、0.2%Mo、0.2~0.7%Mn 的作用.微量硼对钢的过热倾向与回火脆性倾向略有增大的作用,而对回火稳定性则无

高温合金切削特点

切削特点 a、切削力大：比切削45号钢大2～3倍。 b、切削温度高：比切削45号钢高50％左右。 c、加工硬化严重：切削它时的加工表面和已加工表面的硬度比基体高50～100％。 d、刀具易磨损：切削时易粘结、扩散、氧化和沟纹磨损。 刀具材料 a、高速钢：应选用高钒、高碳、含铝高速钢。 b、硬质合金：应采用YG类硬质合金。最好采用含TaC或NbC的细颗粒和超细颗粒硬质合金。如YG8、YG6X、YG10H、YW4、YD15、YGRM、YS2、643、813、712、726等。 c、陶瓷：在切削铸造高温合金时，采用陶瓷刀具也有其独特的优越性。 刀具几何参数 变形高温合金(如锻造、热轧、冷拔)。刀具前角γ0为10°左右；铸造高温合金γ0为0°左右，一般不鐾负倒棱。刀具后角一般α=10°～15°。粗加工时刀倾角λs为-5°～-10°，精加工时λs =O～3°。主偏角κr为45°～75°。刀尖圆弧半径r为0.5～2mm，粗加工时，取大值。 切削用量 a、高速钢刀具：切削铸造高温合金切削速度Vc为3m/min左右，切削变形高温合金Vc=5～10m/min。 b、硬质合金刀具：切削变形高温合金Vc：40～60m/min；切削铸造高温合金Vc=7～10m/min。进给量f和切削深度αp均应大于0.1mm，以免刀具在硬化后的表面进行切削，而加剧刀具磨损。 切削液 粗加工时，采用乳化液、极压乳化液。精加工时，采用极压乳化液或极压切削油。铰孔时，采用硫化油85～90％+煤油10～15%，或硫化油(或猪油)+CCl4。高温合金攻丝十分困难，除适当加大底孔直径外，应采用白铅油+机械油，或氯化石蜡用煤油稀释，或用MoS2油膏。 高温合金钻孔

金属矿物与冶炼教学设计

《6.2 金属矿物与冶炼》教学设计 教学目标： 一、知识与目标 1、了解元素有两种存在形态。 2、认识几种金属矿物。 3、了解实验室炼铁原理。 二、过程与方法 认识还原反应及物质的还原性。 三、情感态度与价值观 体验工业炼铁的过程和方法。 教学重点： 实验室模拟炼铁实验。 教学难点： 认识还原反应及物质的还原性 教学方法： 实验引导，观察分析，结合多媒体直观形象化，以学生为主体。 内容分析： 本节教学重点是钢铁冶炼，难点是还原反应。实验室模拟一氧化碳还原炼铁实验是新知，而还原性的概念学生已有相关知识，但还原反应概念学生相对比较陌生。 学情分析： 进入第六章金属的学习已有两个课时，学生已经基本掌握了金属的物理性质、化学性质及金属活动性顺序应用等知识，通过第五章内容的学习对于还原反应、还原性等概念都有了一定程度的认知，对于本节内容的学习起了铺垫作用。 设计思路： 本节课的重点内容钢铁冶炼分为两个环节，第一环节为实验室模拟一氧化碳还原炼铁实验，利用实验探究的方法反应方程式、装置、操作要点反应现象的描述几方面进行学习，第二环节为钢铁厂炼铁过程，先让学生自主阅读、归纳，再从原理、设备、原料几方面进行总结，加入视频观看使学生对钢铁的冶炼有更加直观感性的认识，巩固对重点知识的掌握，最后由冶炼方法直接引入金属冶炼方法的学习。

教学过程： 教学过程中的主要环节及要点： 板书设计： 6.2 金属矿物与冶炼 一、金属矿物 二、钢铁的冶炼 ⑴设备：高炉

⑵反应 ①焦炭转变成二氧化碳 ②二氧化碳变成一氧化碳 ③一氧化碳还原铁矿石⑶产物：生铁

6.2 金属矿物与冶炼 教学设计 第一初中王春枝

钢的热处理工艺

钢的热处理 第一章钢的热处理 热处理工艺包括：将钢材或钢制件加热到预定温度，在此温度下保温一定时间。然后一定的冷却速度冷却下来，达到热处理所预定的对钢材及钢制件的组织与性能的要求。 1□□钢的加热 1.1□制定钢的加热制度 加热温度、加热速度、保温时间。 1.1.1加热温度的选择 加热温度取决于热处理的目的。热处理分为：淬火、退火、正火、和回火等。 淬火的目的是为了得到细小的马氏体组织，使钢具有高的硬度； 退火及正火的目的是获得均匀的珠光体组织，因此其加热温度不同。在具体制定加热温度时应按以下原则：热处理工艺种类及目的要求；被加热钢材及钢制件的化学成分和原始状态；钢材及钢制件的尺寸和形状以及加热条件来制定。对于碳钢及低合金钢的加热温度：亚共析钢淬火温度：A C3以上30～50℃； 过共析钢淬火温度：A C3以上30～50℃； 亚共析钢完全退火：A C3以上20～30℃； 过共析钢不完全退火：A C3以上20～30℃； 正火A C3或A CM以上30～50℃； 1.1.2加热速度的选择 必须根据钢的化学成分及导热性能；钢的原始状态及应力状态；钢的尺寸及形状来确定加热速度。如钢的原始状态存在着铸造应力或轧煅热变形残余应力时，在加热是应特别注意。对这类钢要特别控制低温阶段的加热速度。钢的变形与热裂倾向是以钢的化学成分及原始状态不同而不同，主要有以下几点： a) 低碳钢比高碳钢热烈倾向小； b) 碳钢比合金钢变形开裂倾向小； c) 钢坯和成品件比钢锭变形和开裂倾向小； d) 小截面比大截面的钢变形和开裂倾向小。 1.1.3钢在加热时的缺陷 a) 过热：过热就是由于加热温度过高，加热时间过长使奥氏体晶粒过分长大。粗大的奥氏体晶粒在冷却时产生粗大的组织，并往往出现魏氏组织，结果是钢的冲击韧性、塑性明显下降。已过火的钢可以在次正火或退火加以纠正。 b) 强烈过热：加热温度过高或加热保温时间过长，使氧或硫沿晶界渗入钢中或者钢中的

工程材料总结

第一章金属的结构与结晶 掌握常见金属材料的结构特点、性能特点，建立材料结构与性能之间的关系。 1、三种常见的金属晶格是哪三种？面心立方晶格具有什么明显的性能特点？ 2、晶体为何各向异性？ 3、常见金属材料为何各向同性？ 4、常见金属材料中常存哪几种缺陷？ 5、影响金属材料的晶粒粗细的因素有哪些？细晶组织为何机性更好？实际生产中如何得细晶？ 6、金属铸锭的组织分为哪三层？是如何形成的？ 第二章金属的塑性变形与再结晶 掌握金属的塑性变形的实质、塑变后组织和性能的变化。 1、金属材料塑性变形后组织与性能有何变化？ 2、何谓加工硬化？有何利弊？如何消除？ 3、何谓再结晶？二次再结晶？冷变形与热变形有何本质区别？ 第三章合金的结构与相图 通过本章学习，掌握合的结构（固溶体、金属化合物），了解相、组织、机械混合物等基本概念；了解二元合金相图的建立过程，能分析常见的几种二元合金相图（二元匀晶相图、二元共晶相图、*二元包晶相图），了解相图与合金性能之间的关系；正确应用杠杆定理。 1、什么叫相、机械混合物、组织、相图？ 2、固态合金中的相结构有哪两种？什么叫固溶体？什么叫金属化合物？ 3、熟悉杠杆定规的推导过程，灵活使用杠杆定规 4、何谓匀晶相图、共晶相图、包晶相图、共析相图？各种相图有何特点？ 5、金属中的成分偏析是如何形成的？对已存在成分偏析的材料如何消除或减轻？ 第四章铁碳合金 能熟练地分析Fe-Fe3C相图，灵活掌握杠杆定理的应用。 1、什么叫同素异构转变？铁的同素异构转变是怎样的？ 2、何谓铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体、低温莱氏体？ 3、熟记Fe-Fe3C相图，分析亚共析钢、共析钢、过共析钢、亚共晶生铁、共晶生铁、过共晶生铁从高温到低温的组织转变过程，这六类铁碳合金的室温平衡组织分别是什么？能用杠杆定规计算各种铁碳合金室温平衡组织中的组织组成物及相组成物的相对含量。 4、铁碳合金中的含碳量与其机械性能有何关系？ 5、钢中常存杂质元素有哪些？有何影响？ 6、碳钢是如何分类、编号的？ 第五章钢的热处理 通过本学习，能建立起热处理、平衡组织与非平衡组织等基本概念；掌握常规热处理（退火、正火、淬火、回火）的目的、各自的特点与应用范围；了解表面热处理的特点及主要应用。 1、实际生产中的加热与冷却与建立相图时是有区别的，注意A1、A3、Acm、Ac1、Ac3、Accm、Ar1、Ar3、Arcm 的区别 2、影响奥氏体晶粒大小的因素有哪些？何谓奥氏体的实际晶粒度、本质粗晶钢与本质细晶钢，需热处理的钢常选什么钢？ 3、过泠奥氏体转变产物分哪几类？各种组织的形态与性能有何特点？ 4、“C”曲线有何用途？ 5、何谓预先热处理、最终热处理？ 6、退火与正火的目的是什么？退火分为哪几种？各种退火与正火的加热温度如何确定？得什么组织？是什么目的？ 7、淬火的目的是什么？淬火温度如何确定？何谓淬透性与淬硬性？ 8、最终热处理：淬火+低温回火、淬火+中温回火、淬火+高温回火（调质）分别得什么组织及该组织的性能特点？这三种最终热处理工艺分别用于什么材料、什么工件？ 9、表面淬火的目的及应用？表面渗碳及渗氮的目的及应用？ 10、分别写出工件需表面淬火、渗碳、渗氮时的常规加工工艺路线。

合金钢

合金钢 一、合金钢的分类 合金钢是在碳素钢的基础上，为改善钢的性能，在冶炼时有目的地加入一种或数种合金元素的钢。 1、按用途不同，合金钢可分为:低合金高强度结构钢、合 金结构钢、合金工具钢、特殊性能钢 2、按合金元素总含量的不同，合金钢可分为：低合金钢（合 金元素总质量分数低于5%）、中合金钢（金元素总质量 分数为5%--10%）、高合金钢（金元素总质量分数大于 10%） 二、合金钢的牌号及用途 1、低合金高强度结构钢 牌号：由Q、屈服强度、质量等级符号组成。例句：Q390A，表示：屈服强度为390MPa的A级低合金高强度结构钢 用途:制造桥梁、车辆、船舶、锅炉、高压容器、输油管、大型钢结构。 2、合金结构钢 牌号：采用两位数字+元素符号（或汉字）+数字表示。 例如：40Cr ，表示平均含碳量为0.4%、铬含量小于1.5%的合金结构钢；60SiMn，表示平均含碳量为0.6%、硅含量约为0.2%、锰含量小于1.5%的合金结构钢。 用途：制造各种工程结构和机械零件。

3、合金工具钢 牌号：①、含碳量小于1%时，用一位数字表示碳含量的千分数。例如：9SiCr，表示平均含碳量为0.9%、硅含量小于 1.5%、铬含量小于1.5%的合金工具钢。 ②、含碳量大于1%时，在钢牌号前不用数字表示碳含量。例如：Cr12MoV，表示平均含碳量大于1%、铬含量约为12%、钼含量小于1.5%、钒含量小于1.5%的合金工具钢。 用途：制造各种金属切削刀具。 4、特殊性能钢 ①不锈钢 牌号： A、含碳量大于0.1%时，用一位数字表示含碳量的千分数。例如：2Cr13，表示:含碳量为0.2%、铬含量为13%的不锈钢。 B、含碳量为0.03%--0.10%时，牌号前加0，例如：0Cr18Ni9。 C、含碳量小于0.03%时，牌号前加00，例如：00Cr30Mo2。用途：制造各种耐腐蚀零件。 ②专用钢 牌号：钢前加汉语拼音字母。例如：GCr15，表示用于制造滚动轴承的铬轴承钢 用途：轴承钢主要用于制造滚动轴承的滚动体（滚珠、滚柱、滚针）和内、外套圈等。

2014年中考化学一轮复习教案第13课时 金属的冶炼与利用(2)

2014年中考化学一轮复习教案金属的冶炼与利用(2) 第13课时金属活动性顺序 【课时目标】 1．熟记金属活动性顺序表，并能根据金属活动性顺序对常见金属能否与稀盐酸（或稀硫酸）和盐溶液发生置换反应进行判断。 2．能用金属活动性顺序表解释日常生活中的一些现象。 3．能根据有关的实验现象判断出金属活动性顺序，能设计实验验证不同金属的活动性顺序。 4．能正确分析金属与盐溶液（或酸、盐混合溶液）混合经充分反应、过滤后所得固体的成分及滤液中的金属离子。 【自主复习】 1．金属单质与酸溶液能否发生置换反应，发生反应的剧烈程度，可说明金属的活动性_______；金属能否与盐溶液发生置换反应，也能说明金属的活动性_______；金属元素在自然界中有没有单质存在，也可说明金属的活动性_______。 2．默写常见金属的活动性顺序：_______、Sn、Pb、(H)、_______、Pt、Au（金属活动性由强到弱）。 3．写出金属与酸溶液发生置换反应的条件： (1)____________________________。 (2)____________________________。 4．写出金属与盐溶液发生置换反应的条件： (1)____________________________。 (2)____________________________。 (3)钾、钙、钠等非常活泼的金属除外。 5．完成下列反应的化学方程式。 (1)镁和稀硫酸：______________。 (2)铝和稀盐酸：______________。 (3)铁和稀盐酸：______________。 (4)铁和硫酸铜溶液：______________。 (5)铜和硝酸银溶液：______________。 注意：铁与酸或盐发生置换反应时生成亚铁盐。 6．能置换出酸中氢的金属活动性比氢_______，不能从盐酸、稀硫酸中置换出氢的金属活动性比氢_______，能置换出盐中金属的金属活动性比盐中金属_______。 7．按要求写出相应的化学方程式： (1)有银白色固体参加的置换反应：______________。 (2)有红色固体生成的置换反应：______________。 (3)有气体单质参加的置换反应：______________。 8．请用三种不同的实验方案探究金属镁、铁和铜的活动性顺序（只写所需药品）： (1)____________________________。

(新)耐热钢及高温合金_

耐热钢及高温合金 耐热钢及高温合金 各种动力机械，加热电站中的锅炉和蒸汽轮机、航空和舰艇用的燃汽轮机以及原子反应堆工程等结构中的许多结构件是在高温状态下工作的。工作温度的升高，一方面影响钢的化学稳定性；另一方面降低钢的强度。为此，要求钢在高温下应具有 (1)抗蠕变、抗热松弛和热疲劳性能及抗氧化能力 (2)在一定介质中耐腐蚀的能力以及足够的韧性 (3)具有良好的加工性能及焊接检 (4)按照不同用途有合理的组织稳定性。 耐热钢是指在高温下工作并具有一定强度和抗氧化耐腐蚀能力的钢种，耐热钢包括热稳定钢和热强钢。热稳定钢是指在高温下抗氧化或执高温介质腐蚀而不破坏的钢种，如炉底板、炉栅等。它们工作时的主要失效形式是高温氧化。而单位面积上承受的载荷并不大。热强钢是指在高温下有一定抗氧化能力并具有足够强度而不产生大量变

形或 断裂的钢种，如高温螺栓、涡轮叶片等。它们工作时要求承受较大的载荷，失效的主要原因是高温下强度不够。 1 钢的热稳定性和热稳定钢 一、钢的抗氧化性能及其提高途径 工件与高温空气、蒸汽或燃气相接肽表面要发生高温氧化或腐蚀破坏。因此，要求工件必须具备较好的热稳定性。 除了加入合金元素方法外，目前还采用渗金属的方法，如渗Cr、渗Al或渗Si，以提高钢的抗氧化性能。 二、热稳定钢 热稳定钢(又称抗氧化钢广泛用于工业锅炉中的构件，如炉底板、马弗罐、辐射管等这种用途的热稳定钢有铁素体F型热稳定钢和奥氏体A型热稳定钢两类。 F型热稳定钢是在F不锈钢的基础上进行抗氧化合金化而形成的钢种、具有单相F基体，表面容易获得连续的保护性氧化膜。根据使用

温度，可分为Cr13型钢、Cr18型钢和Cr25型钢等。F型热稳定钢和F不锈钢一样，因为没有相变，所以晶粒较粗大，韧性较低，但抗氧化性很强。 A型热稳定钢是在A型不锈钢的基础上进一步经Si、Al抗氧化合金化而形成的钢种。A型热稳定钢比F型热稳定钢具有更好的工艺性能和热强性。但这类钢因消耗大量的Cr、Ni资源，故从50年代起研究了Fe-Al－Mn系和Cr－Mn-N系热稳定钢，并已取得了一定进展。 2 金属的热强性 一、高温下金属材料力学性能特点 在室温下，钢的力学性能与加载时间无关，但在高温下钢的强度及变形量不但与时间有关，而且与温度有关，这就是耐热钢所谓的热强性。热强性系指耐热钢在高温和载荷共同作用下抵抗塑性变形和破坏的能力。由此可见在评定高温条件下材料的力学性能时，必须用热强性来评定。热强性包括材料高温条件下的瞬时性能和长时性能。 瞬时性能是指在高温条件下进行常现力学性能试验所测得的性能指标。如高温拉伸、高温冲击和高温硬度等。其特点是高温、短时加载，一般说来瞬时性能P是钢热强性的一个侧面，所测得的性能指标一般

金属的冶炼(探究)教案

高中化学网络探究教学案例――金属的冶炼 一．教材分析 本节教材分为两部分。教材首先以金属在自然界中的分布、存在状态、储量以及金属资源的回收、利用和保护作为本节的引言，引出第一部分关于金属的冶炼知识。在金属冶炼的三个步骤中，利用氧化还原反应原理，把金属矿石中的金属离子还原成金属单质这一步是最关键的步骤，也是化学所要研究的主要问题。由于金属的化学活动性不同，金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同，冶炼方法当然不同。接着教材以金属活动顺序为线索，以举例的方式简介了金属冶炼的三种方法，即热分解法、热还原法和电解法。最后要求学生总结、归纳并揭示金属冶炼的一般规律： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 电解法热还原法热分解法物理提取法教材第二部分是金属的回收和资源保护的有关知识，这些知识的要求不高（只有A级），可采用自学、讨论、发表意见等方法组织教学，主要目的是培养学生环保意识和资源观念，这也是教材4－20图的目的所在。 总之，本节课可以采用网络环境支持下的“学生自学讨论－师生共同归纳”的教学方法组织教学，以激发学生学习的积极性，培养他们自主学习的能力，同时，增强他们的环保和资源保护意识以及社会责任感。 二．教学目标 1. 知识方面： （1）、常识性介绍金属在自然界中的发布、存在形态以及储量（A级）。 （2）了解金属冶炼的一般原理及步骤（B级）。 （3）记住金属冶炼的三种方法，即热分解法、热还原法和电解法（A级）。（4）常识性介绍金属回收与环境资源保护的意义（A级）。 （5）能写出冶炼金属方法中对应的常见金属冶炼的有关化学发方程式（B级）。2．能力方面： （1）通过金属冶炼的一般方法的教学，培养学生归纳，总结规律的能力，并掌握一般到个别的科学学习方法。 （2）通过网络环境支持下的自主学习，帮助学生初步学会利用网络进行学习。（3）培养学生的自主探究精神和自学能力；分析问题和解决问题的能力。3．情感方面： （1）通过浏览网页中我国古代冶金技术的相关内容，体会我国古代劳动人民的

工程材料学总结(2020)

工程材料学总结(2020) 第一部分：晶体结构与塑性变形 一、三种典型的金属晶体结构 1、bcc、fcc、hcp的晶胞结构、内含原子数，致密度、配位数。 2、立方晶系的晶向指数[uvw]、晶面指数(hkl)的求法和画法。 3、晶向族〈…〉/晶面族{…}的意义（原子排列规律相同但方向不同的一组晶向/晶面，指数的数字相同而符号、顺序不同），会写出每一晶向族/晶面族包括的全部晶向/晶面。 4、bcc、fcc晶体的密排面和密排方向。 密排面密排方向 fcc {111} <110>bcc {110} <111> 二、晶体缺陷 1、点缺陷、线缺陷、面缺陷包括那些具体的晶体缺陷。如：位错是线缺陷，晶界（包括亚晶界）是面缺陷 三、塑性变形与再结晶 1、滑移的本质：滑移是通过位错运动进行的。 2、滑移系 =滑移面 + 其上的一个滑移方向。滑移面与滑移方向就是晶体的密排面和密排方向。 3、强化金属的原理及主要途径：阻碍位错运动，使滑移进行困难，提高了金属强度。主要途径是细晶强化（晶界阻碍）、固

溶强化（溶质原子阻碍）、弥散强化（析出相质点阻碍）、加工硬化（因塑变位错密度增加产生阻碍）等。 4、冷塑性变形后金属加热时组织性能的变化过程：回复→再结晶→晶粒长大。性能变化：回复：不引起硬度大的变化；再结晶：硬度大幅度降低 5、冷、热加工的概念冷加工：在再结晶温度以下进行的加工变形，产生纤维组织和加工硬化、内应力。热加工：在再结晶温度以上进行的加工变形，同时进行再结晶，产生等轴晶粒，加工硬化、内应力全消失。 6、热加工应使流线合理分布，提高零件的使用寿命。第二部分：金属与合金的结晶与相图 一、纯金属的结晶 1、为什么结晶必须要过冷度？ 2、结晶是晶核形成和晶核长大的过程。 3、细化晶粒有哪些主要方法？（三种方法） 二、二元合金的相结构与相图 1、固溶体和金属化合物的区别。（以下哪一些是固溶体，哪一些是金属化合物：α-Fe、γ-Fe、 Fe3 C、 A、 F、 P、L’d、 S、 T、 B上、B下、M片、M条？）

金属的冶炼教案

金属的冶炼教案 【教学背景】 在当今全球资源、能源供应紧张与人口迅速增长的矛盾日益突出的情况下，金属矿物和海水资源同人类的生活有着日益紧密的联系，教材从金属矿物以及海水资源的开发利用两个专题，阐明化学在自然资源的合理开发和综合利用上的作用。本节教学的主要目标是帮助学生认识和体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用，揭示化学与可持续发展的重要关系，树立资源保护意识及合理开发意识。 【教学目标】 ★知识与技能目标 1、了解金属元素在自然界的存在形态。 2、掌握金属冶炼的原理和方法。 3、掌握铝热反应及其应用。 4、了解海水资源开发和利用的前景及化学在其中可以发挥的作用。 ★过程与方法目标 1、培养学生的自学能力和查阅相关资料进行分析概括的能力。

2、通过案例探究培养学生学会运用观察、实验、比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工，同时训练学生的口头表达能力和交流能力。 3、通过对案例探究，激发学生学习的主动性和创新意识，从而悟出学好化学的科学方法。 ★情感态度与价值观目标 1、体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用，揭示化学与可持续发展的重要关系，树立资源保护意识及合理开发意识。 2、通过化学史的教学，使学生认识并欣赏化学科学对提高人类生活质量和促进社会发展的重要作用。 3、介绍我国古代在金属冶炼方面的成就，激发学生的爱国主义情感。 4、认识化学在环境保护钟的作用，树立绿色化学的观念。 【教学重点、难点】 教学重点：了解化学方法在金属矿物开发（主要是金属冶炼）及海水资源开发中的作用。 教学难点：学生在掌握金属冶炼的一般原理基础上，了解适用于不同金属的冶炼方法。 【教学方法】 多媒体辅助教学：利用图片、录像、多媒体课件等为学生提供丰富的背景材料，以便形成丰富的感性认识。

号钢热处理工艺

号钢热处理工艺 集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#

1 45号钢要求硬度HRC40-50，是不是要淬火+低温回火 换算成布氏硬度大约是380～470HB，根据一般热处理规范，热处理制度与硬度关系大致如下： 淬火温度：840℃水淬 回火温度：150℃回火，硬度约为57HRC；200℃回火，硬度约为55HRC；250℃回火，硬度约为53HRC；300℃回火，硬度约为48HRC；350℃回火，硬度约为45HRC；400℃回火，硬度约为43HRC；500 ℃回火，硬度约为33HRC；600℃回火，硬度约为20HRC 一般情况下热处理工艺都指标准范围内中间成分，且热处理温度都存在一个调整范围，如成分在范围内存在偏差，可以相应调整淬火温度和回火温度 2 1.临界温度指钢材的奥氏体转变温度。不同含量的钢材有着不同的临界点，但临界点有着一个范围内的浮动，所以下临界点温度指的就是奥氏体转变的最低温度。 2. 常用碳钢的临界点 钢号临界点 (℃) 20钢 735-855 (℃) 45钢 724-780 (℃) T8钢 730 -770(℃) T12钢 730-820 (℃) 3 20Cr，40Cr，35CrMo，40CrMo，42CrMo：正火温度850-900℃，45号钢正火温度850℃左右。 4 20CrMnTi Ac1 Ac3 Ar1 Ar3 740 825 680 730 5

Cr12MoV热处理知识 Cr12MoV钢是高碳高铬莱氏体钢，常用于冷作模具，含碳量比Cr12钢低。该钢具有高的淬透性，截面300mm以下可以完全淬透，淬火时体积变化也比Cr12钢要小。 其热处理制度为：钢棒与锻件960℃空冷 + 700～720℃回火，空冷。 最终热处理工艺： 1、淬火： 第一次预热：300～500℃， 第二次预热840～860℃； 淬火温度：1020～1050℃； 冷却介质：油，介质温度：20～60℃， 冷却至油温；随后，空冷，HRC=60～63。 2、回火： 经过以下淬火工艺，可以达到降低硬度的作用，具体回火工艺如下： 加热温度400～425℃，得到HRC=57～59。 说明：在480--520度之间回火正好是这种钢材的脆性回火区，在这个区间回火容易使模具出现崩刃。最为理想的回火区间在380--400℃，这个区间回火，韧性最好，并且有良好的耐磨性。如果淬火后，采用深冷处理（理想的温度是零下120）与中温回火相结合，会得到良好使用效果和高寿命。Cr12MoV的回火脆性温度范围在325~375℃。 CR12MoV380-400回火后硬度在56-58HRC做冷冲模冲韧性好的材料具有不易开裂的优点，特别是在原材料质量不是很好的情况下，用此方法经济实惠。 Cr12MoV 分级淬火工艺：

工程材料中合金钢总结

工程材料中合金钢部分总结 机13 白生文2011010462 钢种牌号性能含碳量合金元素及作用热处理工艺最终组织用途 低合金高强度结构钢Q345, Q420 高强度，高韧 性，良好的冷成 型性能和焊接 性能，低的冷脆 性转变温度，良 好的耐蚀性 <0.20% Mn:固溶强化；降低 奥氏体分解温度，细 化F和P；使S点左 移，使P相对增多。 提高强度和韧度。 Nb,Ti,V：形成细的碳 氮化合物，防止奥氏 体长大，细化铁素体； 冷却时弥散析出，弥 散强化。 热轧空冷铁素体和索氏体大型结构，桥梁，船舶，车辆， 锅炉等 合金渗碳钢20CrMnTi 表面渗碳层硬 度较高，心部强 韧性较好，良好 的热处理工艺 性能 0.10%~ 0.25% Cr，Ni，Mn：Cr提 高淬透性，提高表面 渗碳层耐磨性；Ni提 高心部韧性。 Ti，V，W，Mo：形 成稳定碳化物，防止 A长大；提高渗碳层 硬度和耐磨性 渗碳+淬火+ 低温回火 表层：回火马氏体+合金 渗碳体+残余奥氏体 心部：回火马氏体+屈氏 体+少量铁素体 受冲击载荷、交变载荷。如变 速齿轮、内燃机凸轮轴、活塞 销等 合金调45CrNiMo 强韧塑综合性0.25%~ Cr,Ni,Mn,Si,B：提高淬火+高温回回火索氏体汽车、拖拉机、机床上的受力

质钢能较好0.50% 淬透性 W，Mo：防止二类回 火脆性（油冷回火） 火较复杂的齿轮、轴、连杆等 非调制机械结构钢F45MnVS 替代调质钢，减 少工艺难度 0.32~0.5 2,0.09~0 .16 V细化晶粒，弥散强 化；Mn细化P，使P 增加；B得粒状T 热轧空冷（正 火） 索氏体+铁素体注：微合金化，控制轧制，控 制冷却 钢种牌号性能含碳量合金元素及作用热处理工艺最终组织用途 合金弹簧钢60Si2Mn 高的弹性极限， 高的屈强比； 高的疲劳强度； 足够的塑韧性。 中高碳 0.50%~ 0.70% Si，Mn：提高淬透性 和屈强比 Cr，W，V：不宜过 热，不易脱碳，冲击 强度和高温强度提 高。 1、热成形： 淬火+中温回 火（喷丸强 化） 2、冷成性 （具体见书） 回火屈氏体弹簧，弹性元件 滚珠轴承钢GCr15 高接触疲劳强 度；高硬度和耐 磨性；足够的韧 性和淬透性 高碳 0.95%~ 1.10% Cr：提高淬透性和耐 磨性，提高接触疲劳 强度 Si，Mn：提高淬透性 V：形成碳化物，防止 过热（A长大） 球化退火+淬 火+低温回火 冷处理： -60~-80度。 时效处理： 120~130度 回火马氏体+粒状碳化 物+残余奥氏体 注：严格控制夹杂物， 解除疲劳起源于夹杂物 滚珠、轴承、滚针、内外套圆、 精密量具、丝杠、冷冲模 低合金刃具钢9SiCr CrWMn 高硬度和耐磨 性； 足够的韧性和 塑性； 高碳 0.9%~ 1.1% Cr，Mn，Si提高淬 透性；Si提高回火稳 定性；W，V提高硬 度和耐磨性，细化晶 粒，防止过热 球化退火+淬 火+低温回火 回火马氏体+碳化物+少 量残余奥氏体 低速刃具，丝锥、板牙、量块 等 高速钢W18Cr4V 高热硬性； 高硬度和耐磨高碳 0.7%~ Cr提高淬透性，提高 抗氧化抗脱碳能力； 球化退火： 870~880 回火马氏体+碳化物+少 量残余奥氏体 各种刀具，高速切割的刀具

钢的冶炼方法

钢的冶炼方法 钢的冶炼过程大体上可分为四个阶段： （1）熔化期-炉料（生铁、废钢等）熔化； （2）氧化期-通过加入氧化剂进行氧化反应去除钢液中的气体、非金属夹杂物和各种杂质； （3）还原期-加入脱氧剂去氧，以及加入需要的合金元素成分以调整钢液的化学成分； （4）出钢-浇注成锭或直接浇注铸件。 主要应用的炼钢方法有以下几种： （1）转炉钢：其特点是不从外部引入热源，而是利用对已经有一定温度的铁水（必须与化铁设备或炼铁设备联用）吹入氧气和高压热空气，利用氧气与铁水中的各种元素（例如碳、硅、锰、磷等）的化学反应放出小量热量维持冶炼必需的温度。转炉钢主要生产的是低碳结构钢、普通碳素钢和少量的合金钢等要求不严格的钢种。 （2）平炉钢：以煤气、油料等燃料从外部引入热源进行冶炼，按照炉体所用耐火材料的性质分为碱性与酸性平炉钢，主要生产低合金钢和优质碳素钢等。 （3）电弧炉钢（常简称为电炉钢）：以电能为热源，即令强大的电流通过电极与炉料之间的放电电弧产生冶炼所需要的热量，按照炉体所用耐火材料的性质也分为碱性与酸性电炉钢，主要冶炼优质合金钢和特殊钢等。

（4）电渣重熔钢：将初步冶炼出来的粗钢作为电极，在电渣重熔炉中（水冷结晶器内）利用电流通过熔池渣层产生电阻热，使插在熔池内（在熔渣保护下）的金属电极（粗钢）从端部开始熔化，熔化的金属液滴经过渣液的强烈洗涤，在结晶器内自下而上地凝固成质地优良、组织均匀致密的钢，主要是高级优质合金钢，特别是高温合金以及有色金属（例如钛合金）等要求很高的金属材料。电渣重熔冶炼常常是在真空中进行以保障冶炼金属的纯洁度，由于这种方法是以粗钢自身为电极并逐渐熔化，因此又称为自耗电极，在真空中冶炼时就称为真空自耗熔炼。 （5）真空感应熔炼：在真空状态下，利用电磁感应作用在金属炉料中产生交变感应电流，依靠炉料自身的电阻热达到熔炼金属或合金的要求，并浇铸成锭，主要用于冶炼纯净度要求很高的金属。 （6）真空电子束熔炼：在真空炉壳内部，对高熔点金属丝或金属片通以高压直流电并加热到高温时，阴极将发射高速电子流，这种电子流被金属炉料吸收时可将炉料熔化，其熔滴落入水冷结晶器内凝固成锭，主要用于炼制成分要求均匀、纯洁度高、显微组织良好的高熔点金属。

九年级化学下册第六章金属6.3金属矿物与冶炼教学设计新版粤教版

6.3 金属矿物与冶炼 一、教学目标 （一）知识与技能 1．知道一些常见的金属（铁）等矿物 2．了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。 3．会根据化学方程式对含有含杂质的反应物或生成物进行有关计算。 （二）过程与方法 通过收集材料、查阅资料、讨论交流等具体探究活动获得良好学习习惯和学习方法。 （三）情感态度与价值观 通过炼铁的教学，使学生体会到化学在生产中的作用，树立合理利用化学物质的观念，树立环保意识。认识到化学原理对实际生产的指导作用。 二、教学重点 1．工业炼铁原理。 2．根据化学方程式对含有含杂质的反应物或生成物进行有关计算。 三、教学难点 根据化学方程式对含有含杂质的反应物或生成物进行有关计算。 四、教学准备 教学设备（投影仪，计算机），一氧化碳还原氧化铁视频 五、教学过程

——铁是怎样炼成的？ 新课教学25分钟展示图片：各种磁铁矿、赤铁矿、 菱铁矿、黄铁矿图片 如果你是炼铁厂的厂长，你会选择 哪种铁矿石？ 我们学过的还原剂有碳、一氧化 碳，选择哪种还原剂呢？ 炼铁的设备是什么？在炼铁时主 要发生了哪些化学反应？ 学生思考、讨论选择合适的铁矿石。 思考、讨论选择碳、氢气、一氧化碳中 的哪种物质做还原剂。 思考、讨论高炉内发生的化学反应，并 写出化学方程式。 培养学生解决问 题的能力。 展示一氧化碳还原氧化铁的图片， 播放视频《一氧化碳还原氧化铁》。 提出问题：在实验过程中应注意哪 些安全事项？ 学生观看图片和视频。 讨论在实验中的注意事项。 1．先通CO，再加热，目的是将玻璃管 中的空气排尽。 2．实验完毕后，先停止加热继续通CO 至冷却，目的防止石灰水倒吸。3．用 酒精灯点燃尾气的作用是：防止一氧化 碳污染空气。 培养学生的环保 意识、安全意识。 在实验过程中发生了几个化学反 应，写出化学方程式 学生书写化学方程式。 Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 2CO+O22CO2 体会科学的方法 在实验中的作 用。 练习书写化学方 程式。 引导学生分析比较工业炼铁和实 验室炼铁有什么不同。 学生讨论后回答： 1．产物不同。工业炼铁得到的是生 铁，实验室得到的是纯铁。 2．设备不同。工业炼铁设备是高 炉，实验室用玻璃管。 3．温度不同。高炉内温度高，玻 璃管内温度较低。 4．对环境影响不同。高炉炼铁对 环境影响大，实验室对环境影响小 5．操作难易程度不同。高炉炼铁 工艺复杂，实验室操作简单。 等等。 培养学生分析问 题的能力。体会 到化工生产与实 验室生产的不 同。

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工程材料中合金钢部分总结 机13 白生文2011010462 钢种牌号性能含碳量合金元素及作用热处理工艺最终组织用途 低合金高强度结构钢Q345, Q420 高强度，高韧 性，良好的冷成 型性能和焊接 性能，低的冷脆 性转变温度，良 好的耐蚀性 <0.20% Mn:固溶强化；降低 奥氏体分解温度，细 化F和P；使S点左 移，使P相对增多。 提高强度和韧度。 Nb,Ti,V：形成细的碳 氮化合物，防止奥氏 体长大，细化铁素体； 冷却时弥散析出，弥 散强化。 热轧空冷铁素体和索氏体大型结构，桥梁，船舶，车辆， 锅炉等 合金渗碳钢20CrMnTi 表面渗碳层硬 度较高，心部强 韧性较好，良好 的热处理工艺 性能 0.10%~ 0.25% Cr，Ni，Mn：Cr提 高淬透性，提高表面 渗碳层耐磨性；Ni提 高心部韧性。 Ti，V，W，Mo：形 成稳定碳化物，防止 A长大；提高渗碳层 硬度和耐磨性 渗碳+淬火+ 低温回火 表层：回火马氏体+合金 渗碳体+残余奥氏体 心部：回火马氏体+屈氏 体+少量铁素体 受冲击载荷、交变载荷。如变 速齿轮、内燃机凸轮轴、活塞 销等 合金调45CrNiMo 强韧塑综合性0.25%~ Cr,Ni,Mn,Si,B：提高淬火+高温回回火索氏体汽车、拖拉机、机床上的受力 3

质钢能较好0.50% 淬透性 W，Mo：防止二类回 火脆性（油冷回火） 火较复杂的齿轮、轴、连杆等 非调制机械结构钢F45MnVS 替代调质钢，减 少工艺难度 0.32~0.5 2,0.09~0 .16 V细化晶粒，弥散强 化；Mn细化P，使P 增加；B得粒状T 热轧空冷（正 火） 索氏体+铁素体注：微合金化，控制轧制，控 制冷却 钢种牌号性能含碳量合金元素及作用热处理工艺最终组织用途 合金弹簧钢60Si2Mn 高的弹性极限， 高的屈强比； 高的疲劳强度； 足够的塑韧性。 中高碳 0.50%~ 0.70% Si，Mn：提高淬透性 和屈强比 Cr，W，V：不宜过 热，不易脱碳，冲击 强度和高温强度提 高。 1、热成形： 淬火+中温回 火（喷丸强 化） 2、冷成性 （具体见书） 回火屈氏体弹簧，弹性元件 滚珠轴承钢GCr15 高接触疲劳强 度；高硬度和耐 磨性；足够的韧 性和淬透性 高碳 0.95%~ 1.10% Cr：提高淬透性和耐 磨性，提高接触疲劳 强度 Si，Mn：提高淬透性 V：形成碳化物，防止 过热（A长大） 球化退火+淬 火+低温回火 冷处理： -60~-80度。 时效处理： 120~130度 回火马氏体+粒状碳化 物+残余奥氏体 注：严格控制夹杂物， 解除疲劳起源于夹杂物 滚珠、轴承、滚针、内外套圆、 精密量具、丝杠、冷冲模 低合金刃具钢9SiCr CrWMn 高硬度和耐磨 性； 足够的韧性和 塑性； 高碳 0.9%~ 1.1% Cr，Mn，Si提高淬 透性；Si提高回火稳 定性；W，V提高硬 度和耐磨性，细化晶 粒，防止过热 球化退火+淬 火+低温回火 回火马氏体+碳化物+少 量残余奥氏体 低速刃具，丝锥、板牙、量块 等 高速钢W18Cr4V 高热硬性； 高硬度和耐磨高碳 0.7%~ Cr提高淬透性，提高 抗氧化抗脱碳能力； 球化退火： 870~880 回火马氏体+碳化物+少 量残余奥氏体 各种刀具，高速切割的刀具 4