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材料科学导论

发布时间:2020-03-01 21:38:46 来源:范文大全 收藏本文 下载本文 手机版

1高炉炼铁的原料?

铁矿石是炼铁的主要原料。溶剂:造渣。高炉用燃料焦碳主要作用:作为高炉热量主要来源的60~80%,其它热风提供 供还原剂C、CO料柱骨架,保证透气性、透液性。

2.何为高炉炼铁的直接还原反应、间接还原反应?直接还原和间接还原的特点? 1)间接还原:用CO、H2为还原剂还原铁的氧化物,产物无CO

2、H2O的还原反应。 特点:放热反应; 反应可逆 。

(2)直接还原:用C作为还原剂,最终气体产物为CO的还原反应。 特点:强吸热反应; 反应不可逆。 3.高炉炼铁块状带的划分?

(1)块状带:矿焦保持装料时的分层状态,与布料形式及粒度有关,占BF总体积60%±200,~1100℃)主要反应:水分蒸发结晶水分解除CaCO3外的其它MCO3分解间接还原碳素沉积反应(2CO=C+CO2)

(2)软熔带:矿石层开始熔化与焦碳层交互排列,焦碳层也称“焦窗”形状受煤气流分布与布料影响,可分为正V型,倒V型,W型

。 主要反应:Fe的直接还原

Fe的渗碳CaCO3分解吸收S(焦碳中的S向渣、金、气三相分布)

C反应:C+CO2=2CO 3)滴落带:主要由焦碳床组成,熔融状态的渣铁穿越焦碳床。 主要反应:Fe、Mn、Si、P、Cr的直接还原,Fe的渗C (4)回旋区:C在鼓风作用下一面做回旋运动一面燃烧,是高炉热量发源地(C的不完全燃烧),高炉唯一的氧化区域。 主要反应:C+O2=CO2。CO2+C=2CO (5)炉缸区:渣铁分层存在,焦碳浸泡其中。主要反应:

渣铁间脱S,Si、Mn等元素氧化还原

4.因瓦效应?因瓦效应的原因及规律?

将与因瓦反常相关联的其它物理特性的反常行为统称为因瓦效应。 主要有:磁学性能、电阻、低温比热、弹性常数、超声波吸收等反常行为。

可从物质的磁致伸缩行为去解释每种合金值的急剧增大发生在不同的温度(该温度称为弯曲点),与合金的居里点有关。 对于因瓦合金,认为是在正常热膨胀过程中叠加了磁致伸缩引起的负膨胀。居里点以上,铁磁性物质转变为顺磁性,磁致伸缩引起的负膨胀因素消失,只有正常的热膨胀,膨胀系数增大到正常值。换言之,在低温状态时,由于合金的磁性使晶体的点阵常数撑大;温度升高时,由于磁矩的下降,消弱了原子间因磁性引起的扩张,使点阵常数缩小。这个量和晶体点阵常数因温度升高时的正常热膨胀同时发生,互相抵消,因而使测得的热膨胀减小,甚至出现负值。规律:因瓦效应与合金的成分有关, 因瓦效应与开始出现铁磁性密切相关

5.影响原子间距的因素?

温度:温度越高原子间距越大。离子价:离子价俞高原子间距愈大 。相邻原子数:相邻原子数越多原子间距越小 6.热导率?机制及影响热导率的因素?

热导率(thermal conductivity):单位温度梯度下,单位时间内通过单位垂直面积上的热量 。

热传导是最基本的传递方式。它的机制主要有三种:自由电子的传导(金属)、晶格振动的传导(具有离子键和共价键的晶体)和分子的传导(有机物)等。 温度的影响 显微结构的影响 化学组成的影响 复相材料的热导率.气孔的影响。 7.影响热膨胀系数的因素? 成分与相变对膨胀系数的影响。晶体缺陷对热膨胀的影响。晶体各向异性对热膨胀的影响。工艺因素对膨胀系数的影响。温度对膨胀系数的影响 8 .强度。刚度、塑性、韧性、疲劳强度、抗蠕变性?

结构材料性质的表征----材料力学性质

强度:材料抵抗外应力的能力。

塑性:外力作用下,材料发生不可逆的永久性变形而不破坏的能力。

硬度:材料在表面上的小体积内抵抗变形或破裂的能力。

刚度:外应力作用下材料抵抗弹性变形能力。

疲劳强度:材料抵抗交变应力作用下断裂破坏的能力。

抗蠕变性:材料在恒定应力(或恒定载荷)作用下抵抗变形的能力。

韧性:材料从塑性变形到断裂全过程中吸收能量的能力。

9.电负性?

是以一组数值的相对大小表示元素原子在分子中对成键电子的吸引能力,称为相对电负性,简称电负性 10.熱脆、冷脆?

硫元素对钢性的影响

有害,显著降低钢在高温下的塑性,使钢在热轧,热锻过程中发生断裂。即所谓“热脆”,这是因为硫能和铁化合,形成硫化铁,这样当钢在1100-1200度进行压力加工时,晶界上硫化铁熔化,形成热脆。 磷元素对钢性的影响

能提高钢的硬度和强度,但塑性和韧性显著降低,致使冷加工时容易脆裂,称为“冷脆”。对焊接性能也有不良影响。磷在钢中能改善切削加工性能,增加加工件的光洁度,故易切钢中含磷高

11.加工硬化?加工硬化的金属内部组织变化特点?

金属在室温下进行塑性变形时,随着变形程度的增加,强度和硬度不断提高,塑性和冲击韧性不断降低,这种现象称为加工硬化。

1、各晶粒沿变形最大的方向伸长,

2、位错密度增加,晶格严重扭曲,产生内应力;

3、滑移面和晶粒间产生碎晶。 12.再结晶的特点? (1)、只有产生加工硬化的金属才能产生再结晶。 (2)、不同于同素异构转变,不发生晶体结构变化。 (3)、可以细化晶粒。但过份地延长加热时间,则晶粒还会不断长大,使金属力学性能下降

13.透明陶瓷须具备的条件?

陶瓷不透明的主要原因:陶瓷内的气孔、晶界、杂质、晶体结构等对透光率的影响。反射和吸收越少,就越容易透明。透明陶瓷需要具备如下条件: 1.致密度要高。理论密度的99%以上。

2.晶界上不存在空隙,或者空隙比光的波长小得多。 3.晶界上没有杂质和玻璃相。 4.晶粒较小而且均匀。

5.晶体对入射光得选择性吸收很小。

6.无光学各向异性,晶体结构最好是立方晶系。 7.表面光洁度高。

14.压电效应及压电陶瓷? 15.陶瓷的特性?

陶瓷材料具有熔点高、硬度大、化学稳定性好、耐高温、耐磨损、耐氧化和腐蚀、比重小、强度和模量高等优点;另一方面,陶瓷材料在磁、电、光、热等方面的性能和用途具有多样性和可变性,是非常重要的功能材料。

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