材料的分类与钢铁生产

1、第1章 资料的分类与钢铁消费1. 1 资料的分类1. 2 钢铁消费.何谓资料？人类用以制造各种有用物品的物质。1.1 资料的分类 二十世纪七十年代，人们把资料与能源和信息并列，称作现代文明的三大支柱之一。 .手锤锉刀“神舟四号飞船胜利前往国产涡喷-7涡轮喷气发动机 铁是人类消费和生活 所必需的物质根底。.资料是人类进化的里程碑。由于资料的重要性，历史学家根据人类所运用的资料来划分时代。资料的开展史 石器时代公元前10万年 青铜器时代公元前3000年 铁器时代公元前1000年 水泥时代公元0年 钢时代1800年 硅时代1950年 新资料时代1990年.狩猎图石刀、石茅、石箭.早在公元前6000

2、5000年的新石器时代，中华民族的先人就能用黏土烧制成陶器，到东汉时期又出现了瓷器，并流传海外。 .司母戊大方鼎4000年前的夏朝我们的祖先曾经可以炼铜，到殷、商时期，我国的青铜冶炼和铸造技术已到达很高程度。 越王勾践剑.我国从春秋战国时期便开场大量运用铁器，明朝科学家宋应星在一书中就记载了古代的渗碳热处置等工艺。这阐明早在欧洲工业革命之前，我国在金属资料及热处置方面就曾经有了较高的成就。 生铁炒熟铁图宋应星.埃菲尔铁塔.国家游泳中心水立方 国家体育场鸟巢 .龙芯.磁悬浮列车.波音客机.二、资料的分类 按运用领域分类 1. 机械工程资料 2. 建筑工程资料 3. 电子工程资料 4. 航空资料等

3、 按性能构造特点分类 1. 构造资料接受外加载荷而坚持其外形和构造稳定的资料 2. 功能资料具有一种或几种特定功能，用于非承载目的资料 .按组成与化学键分类 1. 金属资料 2. 无机非金属资料 (陶瓷资料 3. 高分子资料 4. 复合资料.1. 金属资料 特点以金属键结合为主 良好的导电性、导 热性、延展性和金属光泽 ，熔点较高。用量最大、运用最广泛黑色金属铁及铁合金钢铁资料有色金属轻金属,重金属,贵金属,半金属， 稀有金属 及其合金.黑色金属，即钢铁资料，其世界年产量已达12亿吨，在机械产品中的用量已占整个用材的60%以上。 鸟巢4.2万吨Q460钢材.金属资料制品.2. 无机非金属资料特

4、点：以陶瓷为例以共价键和离子键为主熔点高、硬度高、耐高温抗氧化、耐腐蚀、耐磨、脆性大 混凝土、水泥、耐火资料、陶瓷等.传统陶瓷，是以天然资料(如黏土、石英、长石等)为原料的陶瓷，主要用作建筑资料运用。陶瓷制品陶瓷发动机特种陶瓷，人工化合物氧化物、氮化物、碳化物、硼化物，常用作工程上的耐热、耐蚀、耐磨零件。.3. 高分子资料 塑料、橡胶、合成纤维、粘合剂、涂料等以分子键和共价键为主分子量大，无明显熔点，塑性、耐蚀性、电绝缘性、减振性好，密度小 .高分子资料在机械、电气、纺织、汽车、飞机、轮船等制造工业和化学、交通运输、航空航天等工业中被广泛运用。 ETFE聚氟乙烯耐腐蚀性、保温性俱佳，自清洁才干

5、强 .4. 复合资料 按基体资料可分为金属基复合资料陶瓷基复合资料高分子复合资料 是把两种或两种以上不同性质或不同构造的资料以微观或宏观的方式组合在一同而构成的资料。玻璃纤维加强高分子复合资料.航空发动机.资料开展的历程表示图.随着经济的飞速开展和科学技术的提高，对资料的要求越来越苛刻，构造资料向高比强、高刚度、高韧性、耐高温、耐腐蚀、抗辐照和多功能的方向开展。 国产东风4D-0088内燃机车美国F-117隐身飞机.新资料在不断地涌现。.机械工业是资料运用的重要领域。 .随着机械工业的开展，对产品的要求越来越高。 在产品设计与制造过程中，会遇到越来越多的资料及资料加工方面的问题。 .三、工程资

6、料课程的目的和特点 工程资料学 论述工程上常用资料的成分、组织构造、加工工艺与性能之间关系及其运用的一门学科 义务 了解工程资料的根本实际知识； 掌握化学成分、组织构造、加工工艺与性能之间的关系 了解常用资料的用途和加工工艺； 初步具备合理选材、正确确定加工方法、妥善安排工艺 道路的才干。. 化学成分(成分)：组成资料各元素在资料中的浓度。 组织：用肉眼或借助于不同放大倍数的显微镜所察看到的金属内部的情景。钢锭的宏观组织显微组织电镜组织. 构造：资料中各原子的详细组合形状。普统统过X-射线衍射或透射电镜研讨。Al的高分辨透射电镜象纯铁晶体的X-射线衍射谱透射电镜衍射斑点.举例1金刚石钻石和石墨

7、，都是由碳原子组成，但前者是自然界中最巩固的固体，而后者却很软因晶体构造不同，见以下图 举例2同样长的一段铁丝和钢丝，经弯曲后发现铁丝易弯曲，而钢丝不易弯曲，即塑性不同因两者成分不同。.举例3两根锯条，同时加热800，然后一根水冷，一根空冷，用手折时，发现前者很脆，后者很韧因加工工艺不同导致组织不同，见以下图 .主线：强化 纯金属做为构造资料其性能特点是强度、硬度低；塑性、韧性好，做机械零件强度、硬度缺乏；塑性、韧性有余。因此，强化是本课程的主线，全书都是围绕如何强化纯金属来编写的，如固溶强化、细晶强化、形变强化、合金化、马氏体强化、时效强化等。每一种强化方法都是为了改善资料内部的组织构造，从而改善资料的性能。 .1.2 钢铁资料消费简介一、炼铁原料：铁矿石、焦炭和石灰石 设备：高炉过程：燃料的熄灭、铁的复原、 增碳、杂质的混入、选渣高炉产品：生铁 根据含硅量不同分炼钢生铁和 铸造生铁副产品：炉渣和高炉煤气.二、炼钢本质：利用氧化的方法去除生铁中的硅、锰、硫、磷杂质和过量的碳，使成分到达规范规定的要求，以改善其性能。 根本过程：氧化过程和脱氧过程炼钢方法： 转炉炼钢法和电炉炼钢法a)氧气顶吹转炉 b电弧炉.炼好的钢常浇铸成钢锭或连铸成钢坯。在炼钢脱氧过程中，经过控制脱氧剂的种类和参与量可以控制钢的脱氧程度。通常按脱氧能否完全把钢分为镇静钢与沸腾钢。 图1-3钢的浇注a型铸 b