钢铁冶金学1课件.ppt

冶金科学的发展背景 Schenck（申克）(德国Achen大学）——魏寿昆 Introduction to the physical chemistry of steelmaking By Hermann Schenck;translated by H.J.Goldschmidt Published 1943 by Iron Steel Industrial Research Council in London Chipman（启普曼）(美国MIT) Elliott Samarin AM(俄罗斯) Fuwa T(不破佑，日本) Shiro Ban ya(万谷志郎) 陈新民 邹元曦 Wagner （瓦格纳）(美国MIT) Darken （达克）(美国Univ.Penn State) Richardson（理查森） (英国Imperial college) 中国冶金物化学科创始人之一魏寿昆院士 应用活度理论和炉渣离子理论归纳出适用于高炉铁水脱硫公式，至今仍被国内外冶金专家广为应用。1956年，魏寿昆发表了《活度的两种标准与热力学势》。 1964年出版专著《活度在冶金物理化学中的应用》，此书奠定了魏寿昆作为中国冶金物理化学领域创始人的地位。 魏寿昆应用选择性氧化热力学理论，首次提出“氧化转化温度”的概念。这个重要发现，改变了旧理论的论点，丰富了冶金物理化学理论；1980年出版专著《冶金过程热力学》，日本著名冶金学家后藤和弘说：“该书是迄今为止世界上最好的一部冶金热力学著作。” John Chipman 主要学术成就 全面开展各类冶金反应的实验定量测定 为冶金学科奠定了实验基础 创建了MIT团队 为全世界培养了冶金人才 怎样看待实验创新 MIT为纪念他的成就特设了“Chipman Room”以资纪念 梅贻琦：所谓大学，非谓有大楼之谓也，有大师之谓也。 “尊重科学，尊重人才”不应是一句口号。在高等学校里它应是一种氛围，只有这样才能培养出大师级的人才。 Carl Wagner—冶金物理化学关键奠基人 MIT教授 三元系热力学性质的计算 相互作用系数 冶金过程动力学 主要贡献 固态化学之父 热力学 获Nobel奖提名 本人历史 父亲也是化学教授 没有博士学位 一生未婚 以V2火箭组战俘身份被抢到美国 L.S.Darken 主要贡献 三元系热力学性质计算——里程碑工作 动力学扩散理论 经典著作 Physical Chemistry of Metals 总结了一些铁系二元系和部分三元系溶质的活度系数随其浓度变化的规律，做出了Darken二次型，使正规溶液成为Darken二次型的特殊形式。 第一章、溶液的热力学关系式 一、理想溶液 各组分在全部浓度范围内均服从拉乌尔定律的溶液。 如：Fe-Mn、Fe-Ni、FeO-MnO系 同种原子对和异种原子对的交互作用能相等，形成溶液时无热效应。 理想溶液的其它热力学关系式 第一章、溶液的热力学关系式 二、稀溶液 溶质的蒸气压服从亨利定律，溶剂的蒸气压服从拉乌尔定律。 第一章、溶液的热力学关系式 三、实际溶液 交互作用能发生改变，有热效应，原子呈有序态。 1)以纯物质为标准态 第一章、溶液的热力学关系式 2）以重量1%浓度为标准态（用ai代替%i） 活度标准态的选择与转换 活度值与标准态有关，标准态选择应尽可能使溶液性质接近拉乌尔和亨利定律。 组分浓度高→纯物质；浓度低→假想纯物质，1% 冶金反应组分活度的特点： 活度之间转换关系 1）纯物质与假想纯物质活度之间的转换 活度之间转换关系 3）假想纯物质与重量1%浓度活度之间的转换 第二章 金属熔体 §1 熔铁及其合金的结构 一、金属晶体结构 金属键—金属离子+运动着的价电子的结合力 配位数—原子周围最邻近、等距离的原子数 第二章 金属熔体 二、熔体的结构 金属熔化过程：加热供给内能和熵→原子间作用力↓→空位↑→熔化 △T不高时，金属的物性改变很小（体积增加≯3-6%），液体和固体差别小，不改变结构。 液体金属近程有序，远程出现无序。 三、金属熔体的结构模型 1、自由体积模型—每个原子占据大小相同的自由体积 金属熔体的结构模型 2、空位模型—温度升高，原子离开晶格的结点，形成空位（有增加，也有消失）。 3、群聚态模型—流动集团模型 在原子团中，保持接近于晶体的结构→有序带或群聚态 §2 铁液中元素的溶解及存在形式 1、Mn、Ni、Cr、Mo 铁液中元素的溶解及存在形式 2、C 形成间隙固溶体 铁液中元素的溶解及存在形式 4. O [O]=0.01-0.23%，fo≈1 属于稀溶液类型 铁液中