冶金原理试卷试题与答案

1、2003级冶金原理试题B卷答案一 解释下列名词(共10分，每题5分)理想溶液：在一定温度下，溶液中所有组元都服从拉乌尔定律，称为理想溶液。二元碱度：渣中的碱性氧化物CaO含量与酸性氧化物SiO2含量之比为炉渣的二元碱度。二 简答题(共35分)(6分)写出脱氧化脱磷反应的分子反应式及离子反应式，分析有利于脱磷反应进行的热力学条件。 有利条件：中温，高碱度，高氧化亚铁。(6分)什么是金属热还原常用的金属热还原方法有哪些写出反应通式。利用和氧亲和力强的金属去还原和氧亲和力弱的金属的氧化物，制取不含碳的纯金属或合金的方法，称为金属热还原。常用的金属热还原法有：硅热法、铝热法。 反应通式为： (6分)写

2、出扩散系数与温度的关系式，说明其中每个符号的意义，讨论活化能的大小对扩散系数随温度变化的影响关系。温度对于扩散系数影响的关系式就是阿累尼乌斯关系式，即：) 式中：¾扩散系数； ¾扩散活化能；¾频率因子；¾温度；¾理想气体常数。 当频率因子一定的条件下，愈大，则愈小，反之愈小，则愈大。 由于： 所以：越大，值越大，当温度升高时，随温度升高而增大得多；越小，值越小，当温度升高时，随温度升高而增大得少。(7分)H2还原FeO的过程包括哪几个环节限制性环节一般是什么包括五个环节：H2的外扩散，H2的内扩散，界面化学反应，H2O的内扩散，H2O的外扩散。

3、限制性环节一般是：H2的内扩散和界面化学反应。(6分) 什么是反应度？对于球形反应物，推导反应度R与半径r的关系（初始半径为r0）；对于立方体反应物，推导反应度R与边长a的关系（初始边长为a0）。已反应了的物质重量占原始重量的百分数，称为反应度，一般用R表示。 设密度为。对于球形反应物： 对于立方体反应物： (4分)冰铜、铅冰铜、镍冰铜、钴冰铜的主要成分是什么？冰铜的主体为Cu2S，其余为FeS及其它MeS；铅冰铜主体为PbS，还含有Cu2S、FeS及其它MeS；镍冰铜（冰镍）为Ni3S2FeS；钴冰铜为CoSFeS等。三 作图题(共18分)下图是具有一个不稳定二元化合物的三元系相图，回答下列

4、问题：(6分)P点是什么点？写出P点发生的反应。E点是什么点？写出E点发生的反应。(6分)分析图中m点在温度降低过程中液相及固相的变化，并在图中标出结晶路线。(6分)分析图中O点在温度降低过程中液相及固相的变化，并在图中标出结晶路线。P点是包晶点， E点是共晶点， 对于m点 对于O点四 计算题（共37分）1（共10分）1540，COCO2混合气体与钢液的平衡反应为： C + CO2 = 2CO ，Fe-C系中，与2.10% C平衡的混合气体分压比为= 1510 ，维持C含量不变，加入2%Si，与Fe-C-Si 三元系平衡的气相分压比为= 2260，计算Si对C的相互作用系数。解：C + CO2

5、 = 2CO 钢液中的C以1%溶液为标准态。 对于Fe-C二元系： 对于Fe-C-Si三元系： 所以， 温度一定时，K一定，即，即： = /=1.4967 2（10分）计算高炉中炉气的CO2为16的区域内，总压为126656.25Pa时，石灰石分解的开始温度和沸腾温度。已知： J解： J 等温方程为： 当、时，对应的温度为开始分解温度。 当、时，对应的温度为沸腾温度。 3（10分）在真空中向含Cr18%、Ni 9%的不锈钢吹氧，使含碳量降低到0.02%，而钢液的温度不高于1630。计算所需要的真空度(即PCO)。已知：解： 当时 又：所以：（1）（2） （3） （4） （5） （6）联立式（1）式（6）得到： 4（7分）在均相形核过程中，假设形成的半径为的球体，形成单位体积晶核的吉布斯自由能