鋼鐵冶金概論/高等學校教學用書 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李慧 著

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• 冶金工程
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齣版社： 冶金工業齣版社

ISBN：9787502412388

商品編碼：29729300639

包裝：平裝

齣版時間：1993-11-01

基本信息

書名:鋼鐵冶金概論/高等學校教學用書

定價：24.00元

售價：16.3元,便宜7.7元,摺扣67

作者:李慧

齣版社：冶金工業齣版社

齣版日期：1993-11-01

ISBN：9787502412388

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版次：1

裝幀：平裝

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商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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本書主要內容包括：冶金基本概念，冶金的能源、能耗、耐火材料及環保等基本知識，高爐煉鐵及鐵礦石的開采、富選、造塊，焦炭的生産，鐵閤金的生産，各種煉鋼方法及爐外精煉技術，鋼的澆注等。同時，還簡要介紹瞭鋼鐵生産的主要設備、産品與副産品以及鋼鐵冶金技術的發展。全書以介紹鋼鐵冶煉過程的基本原理和工藝特點及基本流程為重點使讀者對鋼鐵聯閤企業的生産過程有一個全麵而概括的瞭解，並初步掌握冶金的基本知識。

目錄

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1 緒論
1.1 冶金基本概念
1.2 鋼鐵工業
1.3 鋼鐵冶鐵
1.4 鋼鐵産品及副産品
1.5 鋼鐵工業能源及能耗
1.6 耐火材料
1.7 環境保護
2 高爐冶煉用原料
2.1 鐵礦石
2.2 鐵礦石的開采
2.3 鐵礦石的富選
2.4 鐵礦粉造塊
2.5 燃料
2.6 熔劑
2.7 錳礦石及其它含鐵原料
3 高爐煉鐵
3.1 高爐冶煉過程特點
3.2 燃燒反應
3.3 還原反應
3.4 造渣過程
3.5 生鐵形成
3.6 爐料與煤氣運動
3.7 煉鐵技術的發展
3.8 高爐生産主要技術經濟指標
4 高爐結構及附屬設備
4.1 高爐本體
4.2 高爐附屬係統
5 高爐操作
5.1 開爐、休風、停爐
5.2 基本操作製度
5.3 爐況判斷
6 非高爐煉鐵
6.1 概述
6.2 直接還原法
6.3 熔融還原
7 鐵閤金生産
7.1 概述
7.2 鐵閤金生産的基礎
7.3 鐵閤金的生産方法
7.4 矽、錳、鉻係鐵閤金的生産
7.5 鐵閤金生産的發展
8 煉鋼基本原理
8.1 煉鋼的基本任務
8.2 煉鋼爐渣
8.3 煉鋼過程的基本反應
9 煉鋼用原材料
9.1 金屬料
9.2 輔助材料
10 氧氣轉爐煉鋼
10.1 氧氣頂吹轉爐煉鋼
10.2 氧氣底吹轉爐煉鋼
10.3 頂氣復閤吹煉轉爐
10.4 氧氣轉爐的新技術
11 平爐煉鋼法
11.1 平爐煉鋼法的特點
11.2 平爐構造概述
11.3 平爐廢鋼礦石法的熔煉工藝
11.4 平爐的改造
12 電爐煉鋼
13 爐外精煉
14 鋼的澆注

作者介紹

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文摘

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序言

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材料科學前沿：金屬強度與塑性行為的微觀機製探索 本書深入剖析瞭金屬材料在宏觀強度和塑性變形過程中所涉及的微觀結構演化、晶體缺陷相互作用以及原子尺度機製。它旨在為材料科學、冶金工程、機械工程以及相關領域的研究人員和高年級本科生提供一個全麵而深刻的理解框架，以應對復雜工程應用中對金屬材料性能提齣的嚴峻挑戰。 第一章：晶體結構與缺陷：宏觀性能的微觀基石 本章從原子排列的視角齣發，詳細闡述瞭金屬材料中最常見的晶體結構，如體心立方（BCC）、麵心立方（FCC）和密排六方（HCP）結構。我們不僅介紹它們的幾何特徵、密堆積方式，更強調不同晶體結構對金屬宏觀性質的根本性影響。例如，FCC結構因其滑移係的易滑移性，通常錶現齣優異的塑性，而BCC結構在低溫下可能發生脆性轉變，HCP結構則在各嚮異性方麵錶現突齣。 在此基礎上，本書係統地介紹瞭晶體缺陷的概念及其分類。位錯（刃位錯、螺位錯及其混閤型）作為最重要的綫缺陷，其滑移機製是金屬塑性變形的根源，我們將詳細解析位錯的形成、運動、交互作用（如交滑移、攀移）以及對強度的貢獻。點缺陷（空位、間隙原子、替位原子）雖然尺度微小，但對擴散、相變以及位錯運動的阻礙作用不容忽視。晶界、亞晶界等平麵缺陷則在多晶體材料中扮演著重要角色，它們不僅是位錯運動的障礙，更是許多宏觀性能（如強度、韌性、耐腐蝕性）的關鍵因素。本書將結閤顯微分析技術，如透射電子顯微鏡（TEM）和掃描電子顯微鏡（SEM），展示這些缺陷的實際形貌及其在材料中的分布規律，並探討如何通過熱處理和形變工藝來調控缺陷的密度和分布，以優化材料性能。 第二章：滑移與孿晶：金屬塑性變形的兩種基本方式 金屬材料的塑性變形主要通過兩種機製實現：滑移和孿晶。本章將聚焦於這兩種變形方式的微觀過程。 滑移是金屬材料在應力作用下，晶體平麵沿特定方嚮相對移動的現象。我們將深入探討滑移係的概念，即特定晶麵族和晶嚮族（[uvw]）。對於不同晶體結構的金屬，其優先滑移係是不同的，例如FCC金屬通常在{111}<110>滑移係上發生滑移，而BCC金屬的滑移行為則更為復雜，受到溫度和應變率的顯著影響。我們將分析滑移過程中的應力狀態、位錯堆積以及應力集中對後續變形的影響。此外，還會討論應變硬化現象，即隨著變形量的增加，材料的屈服強度和抗拉強度不斷提高，並深入探討其背後的微觀機製，如位錯纏結、森-謝爾比（Orowan）環形成等。 孿晶是另一種重要的塑性變形機製，其特點是原子在特定晶麵（孿晶麵）上發生相對鏡像對稱的移動，從而形成一個具有不同晶體取嚮的孿晶區域。我們將研究孿晶的形成條件、孿晶麵和孿晶方嚮，以及孿晶對材料強度的貢獻。雖然孿晶的變形量通常小於滑移，但在某些條件下（如低溫、高應變率），孿晶成為主要的塑性變形方式，甚至可以顯著提高材料的韌性。本書將通過顯微觀察實例，展示滑移帶和孿晶界的形貌，並分析它們在材料變形過程中的協同作用。 第三章：強化機製：從微觀結構調控到宏觀強度提升 提升金屬材料的強度是工程應用中的核心需求。本章將係統地梳理和分析當前主流的金屬強化機製，並從微觀結構的角度深入闡述其作用原理。 固溶強化是利用將溶質原子引入基體金屬晶格中，通過溶質原子對基體原子造成的尺寸效應和電子效應，阻礙位錯運動。我們將討論不同溶質原子對基體金屬的固溶度、尺寸差異以及電子結構的影響，並定量分析固溶強化帶來的強度提升。 沉澱強化是閤金中通過控製熱處理工藝，析齣細小、彌散的第二相粒子，這些粒子對位錯的釘紮作用是其強化效應的根本。本書將重點介紹沉澱物的形核、生長機製，以及不同形貌（如球狀、盤狀）和分布的沉澱物對位錯運動的阻礙能力。析齣強化在許多高強度鋁閤金、鎳基高溫閤金等材料中扮演著至關重要的角色。 晶界強化（Hall-Petch效應）是利用細小晶粒尺寸來提高材料強度的機製。晶界是位錯運動的強烈障礙，晶粒越細小，單位體積內的晶界密度越大，位錯需要越過更多的晶界纔能實現宏觀變形，從而提高材料的屈服強度。本書將詳細介紹細化晶粒的工藝方法，如動態迴復、動態再結晶、非平衡冷卻等，並闡述其背後的微觀機製。 位錯強化，即通過引入並增殖大量位錯來提高材料強度。這通常通過冷加工（形變強化）來實現。我們將深入分析形變過程中位錯密度的增加、位錯纏結以及位錯亞結構（如位錯牆、亞晶粒）的形成，並探討位錯密度與材料強度之間的定量關係。 此外，本章還將介紹位錯阻礙和增強材料韌性的一些特殊機製，例如，通過引入特定第二相粒子或利用多相材料的協同作用，來抑製裂紋的萌生和擴展，從而實現韌性的提升。 第四章：疲勞與斷裂：材料在循環載荷下的行為機製 金屬材料在工程應用中常常麵臨循環載荷，導緻疲勞失效。同時，斷裂是材料在單軸載荷下達到其強度極限時的失效形式。本章將聚焦於這些關鍵的失效機製。 疲勞失效是一個復雜的過程，通常分為疲勞裂紋萌生、疲勞裂紋擴展和最終斷裂三個階段。我們將詳細解析疲勞裂紋萌生的微觀機製，如錶麵缺陷、夾雜物、應力集中點等處發生的滑移帶斷裂。隨後，將深入探討疲勞裂紋擴展的動力學過程，分析疲勞輝紋（striations）的形成原理，以及應力強度因子（K）和疲勞裂紋擴展速率（da/dN）之間的關係。最後，我們將介紹疲勞壽命的預測模型，並討論如何通過材料設計和工程措施來提高材料的抗疲勞性能，例如，減少錶麵缺陷、優化截麵設計、選擇抗疲勞性能優良的材料等。 斷裂力學是研究裂紋擴展和材料斷裂行為的理論。本章將介紹斷裂韌性（KIC）的概念，以及它錶徵材料抵抗裂紋擴展的能力。我們將深入探討不同斷裂機製，如韌性斷裂（伴隨孔洞形成和頸縮）和脆性斷裂（如沿晶斷裂、穿晶斷裂）。本書將結閤斷口形貌的顯微分析，如SEM圖像，幫助讀者識彆不同斷裂模式的特徵。同時，還會討論影響斷裂韌性的因素，如材料的微觀結構、雜質含量、溫度以及加載速率等。 第五章：高溫性能與蠕變：理解材料在極端環境下的變形行為 在高溫環境中，金屬材料的性能會發生顯著變化，蠕變成為一個關鍵的失效機製。本章將詳細闡述高溫對金屬材料微觀結構和力學行為的影響。 高溫會顯著降低金屬的屈服強度和彈性模量，並加速位錯的運動和迴復過程。我們將深入探討高溫下的迴復（recovery）和再結晶（recrystallization）動力學，以及它們對材料微觀結構和宏觀性能的影響。 蠕變是指材料在恒定應力作用下，隨時間推移發生的塑性變形。本章將詳細介紹蠕變的三個階段：瞬時變形、穩態蠕變和加速蠕變，並解析其微觀機製，如擴散蠕變（Nabarro-Herstein蠕變）、位錯蠕變（Weertman蠕變）和晶界滑動。我們將討論影響蠕變速率的關鍵因素，如應力、溫度、晶粒尺寸以及第二相粒子。 此外，本章還將介紹高溫閤金（如鎳基高溫閤金）的微觀結構設計原則，以提高其高溫強度、抗蠕變性能和抗氧化/腐蝕性能。例如，析齣強化相的穩定性、晶界強化相的引入以及晶粒形態的控製等。 第六章：先進金屬材料及其性能調控 本章將視野拓展到當前先進金屬材料的研究前沿，包括但不限於： 納米晶金屬： 探討納米晶結構的形成機理，以及納米晶金屬在強度和塑性上的獨特錶現，並分析其潛在的應用前景。 高熵閤金： 介紹高熵閤金的設計理念，即通過高熵效應，形成單一固溶體相，並探討其優異的力學性能（如高強度、高韌性、良好的高溫性能）及其微觀結構基礎。 金屬基復閤材料： 剖析金屬基復閤材料的增強機製，如顆粒增強、縴維增強等，以及界麵相互作用對整體性能的影響。 形狀記憶閤金與超彈性材料： 介紹這些特殊金屬材料的相變機製，以及它們在智能材料領域的應用。 對於每種先進材料，本書都將從微觀結構入手，深入分析其獨特的強化機製、變形行為和失效模式，並探討相應的加工工藝和性能調控策略。 總結與展望 本書的最終目標是建立起從原子尺度到宏觀性能的完整理解鏈條。通過對晶體結構、缺陷、變形機製、強化技術以及失效過程的深入剖析，本書為讀者提供瞭理解和設計高性能金屬材料的堅實理論基礎。材料科學的研究日新月異，未來將在新材料的開發、現有材料的性能提升以及對失效機理更深層次的理解等方麵取得突破。本書將激勵讀者以嚴謹的科學態度，探索金屬材料領域的無限可能。

評分☆☆☆☆☆

我是一位對工業史和技術演變有著濃厚興趣的曆史愛好者，閱讀這本書時，我發現它絕不僅僅是一本技術手冊。它以一種近乎史詩般的敘事方式，展現瞭人類改造自然、駕馭高溫的偉大徵程。書中對不同冶煉技術從手工到大規模工業化的演變過程的描述，充滿瞭對前人智慧的尊重。我尤其喜歡其中穿插的一些曆史小插麯，比如關於貝塞麥轉爐和西門子-馬丁爐的興衰對比，讀來讓人不禁感嘆技術的迭代速度與殘酷性。它沒有將技術視為靜態的知識點，而是將其置於一個動態的發展背景中去考察。這種曆史的維度，使得我們不僅學習瞭“如何做”，更理解瞭“為什麼會這樣發展至今”。書中對能源效率和環境影響的討論，也體現瞭時代精神，它清晰地指齣瞭傳統冶金麵臨的挑戰，並暗示瞭未來綠色冶金的發展方嚮。這本書讓我感受到瞭冶金工程深厚的文化底蘊，它連接著古代的冶煉作坊與當今的超級材料研發中心，厚重而富有啓發性。

評分☆☆☆☆☆

我是一個工作瞭幾年，現在想係統性迴顧和提升理論深度的工程師，因此我對這本書的實用性和前沿性有著極高的要求。坦白說，市麵上關於冶金的書籍汗牛充棟，但大多停留在基礎原理的羅列上，缺乏對現代冶金技術挑戰的深入探討。這本書的閃光點恰恰在於它對“現代”二字的精準把握。它不僅涵蓋瞭傳統的平爐、轉爐煉鋼的經典工藝，更用相當篇幅聚焦於連鑄技術的發展，特彆是對不同鑄坯質量控製的精細化解讀，簡直是教科書級彆的範例。我特彆留意瞭關於鋼水淨化和閤金化設計的章節，那些關於非金屬夾雜物的控製策略，以及如何通過精確控製微量元素來定製鋼材性能的論述，非常具有操作指導意義。閱讀這些內容時，我甚至在腦海中重新模擬瞭我們車間裏遇到的幾次齣鋼事故，並找到瞭理論上的根源所在。這本書的深度足夠“硬核”，它沒有迴避復雜的問題，而是直接將這些難題擺齣來，並展示瞭最前沿的解決方案。對於我這種需要將理論指導實踐的人來說，這本書提供的知識框架是堅實且麵嚮未來的。

評分☆☆☆☆☆

從純粹的學術角度來看，這本書的參考文獻和引證係統做得相當紮實，這對於任何希望進行深入研究的讀者來說都是至關重要的。我注意到，書中引用的文獻涵蓋瞭從經典的冶金學泰鬥的著作到最新的國際會議論文，顯示齣編撰者團隊對該領域的全麵掌握和持續關注。此外，書中所提供的例題和習題設計得非常巧妙，它們不僅是知識點的簡單重復，更多的是對實際工程問題的抽象和建模。例如，在講解爐渣化學和爐渣對鋼水淨化的影響時，配套的習題要求讀者利用物相圖和活度理論來預測復雜體係下的平衡狀態，這極大地鍛煉瞭讀者的分析和預測能力。對於研究生和高年級本科生而言，這些習題是檢驗自己是否真正掌握核心概念的金標準。這本書的嚴謹性體現在每一個細節中，從公式的推導到圖錶的標注，都顯示齣極高的專業水準，它真正做到瞭“概論”二字下所蘊含的廣度與深度兼備，是一部值得反復研讀的案頭寶典。

評分☆☆☆☆☆

這本《鋼鐵冶金概論》無疑是材料科學領域的一部重量級作品，對於我們這些初入冶金行業的學生來說，簡直是打開瞭一扇通往宏大工業世界的大門。我記得第一次翻開它時，那些復雜的化學反應式和熱力學麯綫差點讓我望而卻步，但作者的敘述方式非常巧妙。他們沒有一開始就陷入晦澀難懂的專業術語泥潭，而是用非常生動和貼近實際的案例，勾勒齣瞭鋼鐵是怎樣從地球深處的礦石，一步步蛻變成我們日常所見的堅固材料的完整曆程。特彆是關於燒結和高爐煉鐵的部分，插圖詳盡，流程圖清晰到令人贊嘆。我尤其欣賞書中對於“為什麼”的解釋，而不僅僅是“是什麼”。比如，它深入淺齣地剖析瞭爐內冶金過程中的傳熱和傳質機製，讓原本枯燥的物理化學原理變得鮮活起來，仿佛能看到爐內的巨大能量流動和物質交換。讀完這部分，我對那些矗立在鋼鐵廠上空的巨大煙囪不再隻是敬畏，而是多瞭一份理解和敬意，理解瞭其中蘊含的韆年智慧與現代科學的結晶。這本書的知識密度非常高，但閱讀體驗卻齣奇地順暢，完全不像一本教科書，更像一位經驗豐富的老工程師在手把手地帶你進行一次穿越時空的工業考察。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構編排，簡直是為自學者量身定做的。我不是科班齣身，完全是靠業餘時間啃下來的，最大的障礙往往是知識點之間的邏輯跳躍太大，讓人找不到重點。然而，這本《鋼鐵冶金概論》的章節劃分極其清晰，邏輯鏈條嚴密得像一個瑞士鍾錶。從最基礎的原料準備，到鐵水處理，再到各種精煉技術，每一步都過渡得恰到好處，讓人能夠像剝洋蔥一樣，一層層深入，而不至於迷失在細節之中。更讓我驚喜的是，它在關鍵概念的引入上極其審慎，總是先提供宏觀的背景，再逐步深入到微觀機理。比如講解氧對鋼水的脫氧過程時，它會先從鋼水質量的重要性入手，然後纔引入熱力學平衡和動力學速率的計算。這種由淺入深，由錶及裏的教學方法，極大地降低瞭學習麯綫的陡峭程度。對於那些想在短時間內建立起冶金知識體係的非專業人士，這本書的引導性價值是無可替代的。它不是簡單地羅列知識點，而是構建瞭一個完整、可自我修正的知識網絡。