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1、金属工艺学基础（上）第1章 金属材料和热成形方法的概述 第第1 1章章 金属材料和热成形方法金属材料和热成形方法的概述的概述设计制作人：陈妙婷设计制作人：陈妙婷一一.金属、纯金属、合金金属、纯金属、合金 金属金属是指具有良好的导电性和导热性，有一定的强是指具有良好的导电性和导热性，有一定的强度和塑性并具有光泽等性质的材料。度和塑性并具有光泽等性质的材料。合金合金是由两种或两种以上的金属元素或金属与非金是由两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素组成的材料。属元素组成的材料。二二.金属材料的分类金属材料的分类三、钢铁材料生产过程三、钢铁材料生产过程钢铁材料是铁和碳的合金，并含有少量的钢铁材料是
2、铁和碳的合金，并含有少量的SiSi，MnMn，S S，P P等杂质元素。等杂质元素。按碳的质量分数（含碳质量分数），可分为工业纯按碳的质量分数（含碳质量分数），可分为工业纯铁（铁（c0.0218%c2.11%c 2.11%）三类。）三类。四四.钢的冶炼钢的冶炼1 1、炼铁、炼铁从铁矿石中提取铁及其有用元素形成铁的过程。从铁矿石中提取铁及其有用元素形成铁的过程。钢铁工业生产铁的主要方法是高炉炼铁，其主要原钢铁工业生产铁的主要方法是高炉炼铁，其主要原料是铁矿石料是铁矿石(Fe304)(Fe304)、燃料（焦炭）和熔剂（石灰石）。、燃料（焦炭）和熔剂（石灰石）。2 2、炼钢、炼钢 炼钢是以生铁（铁水
3、和生铁锭）和废钢为主要原炼钢是以生铁（铁水和生铁锭）和废钢为主要原料，此外，还有熔剂（石灰石、萤石）、氧化剂（料，此外，还有熔剂（石灰石、萤石）、氧化剂（O2O2和铁矿石）和脱氧剂（铝、硅铁和锰铁）等。和铁矿石）和脱氧剂（铝、硅铁和锰铁）等。炼钢的主要任务是利用氧化作用将铁液中的碳及其炼钢的主要任务是利用氧化作用将铁液中的碳及其他杂质元素减少到规定的化学成分范围内，从而得到他杂质元素减少到规定的化学成分范围内，从而得到了所需的钢，所以用生铁炼钢实质上是一个氧化过程。了所需的钢，所以用生铁炼钢实质上是一个氧化过程。五五.钢的浇注钢的浇注1 1、模铸法模铸法模铸法是指把钢液经过浇注系统从下部或者直
4、接从模铸法是指把钢液经过浇注系统从下部或者直接从上部注入金属锭模内，待其冷凝后脱模，得到金属铸上部注入金属锭模内，待其冷凝后脱模，得到金属铸锭。锭。这种方法的适应性较强，但锭模准备工作复杂，劳这种方法的适应性较强，但锭模准备工作复杂，劳动条件很差，钢锭的组织不够致密均匀，轧材时切头、动条件很差，钢锭的组织不够致密均匀，轧材时切头、切尾多，成材率低，浇注系统的废品弃品损失大。在切尾多，成材率低，浇注系统的废品弃品损失大。在现代化炼钢车间中已逐渐被连铸法所代替。现代化炼钢车间中已逐渐被连铸法所代替。2 2、连铸法连铸法连铸法是指把钢液连续不断地注入一个铜质水冷结连铸法是指把钢液连续不断地注入一个铜
5、质水冷结晶器中，强制冷却结晶成一定厚度的结晶外壳后，由晶器中，强制冷却结晶成一定厚度的结晶外壳后，由引锭装置以适当的速度从结晶器申拉出，再继续喷水引锭装置以适当的速度从结晶器申拉出，再继续喷水冷却至完全凝固，定尺切割成钢坯供轧材使用。冷却至完全凝固，定尺切割成钢坯供轧材使用。连铸法铸坯结晶过冷度很大，晶粒细小，偏析轻，连铸法铸坯结晶过冷度很大，晶粒细小，偏析轻，组织致密，质量好。组织致密，质量好。六六.钢材的成型钢材的成型钢材是钢锭或钢坯通过压力加工制成我们所需要的钢材是钢锭或钢坯通过压力加工制成我们所需要的各种形状、尺寸和性能的材料。各种形状、尺寸和性能的材料。根据断面形状的不同，一般分为型
6、材、板材、管材、根据断面形状的不同，一般分为型材、板材、管材、棒线材和金属制品五大类；棒线材和金属制品五大类；成型方法：冲压、锻造、轧制、拉拔、挤压。成型方法：冲压、锻造、轧制、拉拔、挤压。第一章第一章思考题参考答案或提示思考题参考答案或提示1.1炼铁的主要原料有哪些？炼铁的主要原料有哪些？答：参见答：参见p111.2简述转炉炼钢法和电炉炼钢法的区别和特点。简述转炉炼钢法和电炉炼钢法的区别和特点。答：参见答：参见p121.3镇静钢和沸腾钢之间的特点有何不同？镇静钢和沸腾钢之间的特点有何不同？答：参见答：参见p11121.4钢材的生产加工方法有哪几种？各适合生产什么产品？钢材的生产加工方法有哪几
7、种？各适合生产什么产品？答：参见答：参见p1314复习效果自测复习效果自测(填空题填空题)(1).金属材料通常可分为黑色金属金属材料通常可分为黑色金属 和和 有色金属两大类。有色金属两大类。(2).黑色金属分为非合金钢、低合金钢、合金钢和铸铁等黑色金属分为非合金钢、低合金钢、合金钢和铸铁等(3).有色金属分为铜及其合金、铝及其合金、轴承合金、钛及其合金等有色金属分为铜及其合金、铝及其合金、轴承合金、钛及其合金等(4).黑色金属表面为黑色金属表面为 黑色，有色金属表面具有黑色，有色金属表面具有 色彩色彩 (5).钢铁材料的生产过程由炼铁、炼钢和轧钢等等三个主要环节组成。钢铁材料的生产过程由炼铁、炼钢和轧钢等等三个主要环节组成。(6).钢铁工业生产铁的主要方法是高炉炼铁炼铁，其主要原料是铁矿石钢铁工业生产铁的主要方法是高炉炼铁炼铁，其主要原料是铁矿石(Fe304)、燃料（焦炭）和熔剂（石灰石）、燃料（焦炭）和熔剂（石灰石）(7).现代炼钢方法主要有转炉炼钢法和电炉炼钢法。现代炼钢方法主要有转炉炼钢法和电炉炼钢法。