钢铁冶金概论/高等学校教学用书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

李慧 著

图书标签:

• 钢铁冶金
• 冶金工程
• 材料科学
• 冶金概论
• 高等教育
• 教材
• 工业工程
• 金属材料
• 冶金技术
• 材料工程

店铺： 广影图书专营店

出版社： 冶金工业出版社

ISBN：9787502412388

商品编码：29729300639

包装：平装

出版时间：1993-11-01

基本信息

书名:钢铁冶金概论/高等学校教学用书

定价：24.00元

售价：16.3元,便宜7.7元,折扣67

作者:李慧

出版社：冶金工业出版社

出版日期：1993-11-01

ISBN：9787502412388

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

内容提要

---

本书主要内容包括：冶金基本概念，冶金的能源、能耗、耐火材料及环保等基本知识，高炉炼铁及铁矿石的开采、富选、造块，焦炭的生产，铁合金的生产，各种炼钢方法及炉外精炼技术，钢的浇注等。同时，还简要介绍了钢铁生产的主要设备、产品与副产品以及钢铁冶金技术的发展。全书以介绍钢铁冶炼过程的基本原理和工艺特点及基本流程为重点使读者对钢铁联合企业的生产过程有一个全面而概括的了解，并初步掌握冶金的基本知识。

目录

---

1 绪论
1.1 冶金基本概念
1.2 钢铁工业
1.3 钢铁冶铁
1.4 钢铁产品及副产品
1.5 钢铁工业能源及能耗
1.6 耐火材料
1.7 环境保护
2 高炉冶炼用原料
2.1 铁矿石
2.2 铁矿石的开采
2.3 铁矿石的富选
2.4 铁矿粉造块
2.5 燃料
2.6 熔剂
2.7 锰矿石及其它含铁原料
3 高炉炼铁
3.1 高炉冶炼过程特点
3.2 燃烧反应
3.3 还原反应
3.4 造渣过程
3.5 生铁形成
3.6 炉料与煤气运动
3.7 炼铁技术的发展
3.8 高炉生产主要技术经济指标
4 高炉结构及附属设备
4.1 高炉本体
4.2 高炉附属系统
5 高炉操作
5.1 开炉、休风、停炉
5.2 基本操作制度
5.3 炉况判断
6 非高炉炼铁
6.1 概述
6.2 直接还原法
6.3 熔融还原
7 铁合金生产
7.1 概述
7.2 铁合金生产的基础
7.3 铁合金的生产方法
7.4 硅、锰、铬系铁合金的生产
7.5 铁合金生产的发展
8 炼钢基本原理
8.1 炼钢的基本任务
8.2 炼钢炉渣
8.3 炼钢过程的基本反应
9 炼钢用原材料
9.1 金属料
9.2 辅助材料
10 氧气转炉炼钢
10.1 氧气顶吹转炉炼钢
10.2 氧气底吹转炉炼钢
10.3 顶气复合吹炼转炉
10.4 氧气转炉的新技术
11 平炉炼钢法
11.1 平炉炼钢法的特点
11.2 平炉构造概述
11.3 平炉废钢矿石法的熔炼工艺
11.4 平炉的改造
12 电炉炼钢
13 炉外精炼
14 钢的浇注

作者介绍

---

文摘

---

序言

---

材料科学前沿：金属强度与塑性行为的微观机制探索 本书深入剖析了金属材料在宏观强度和塑性变形过程中所涉及的微观结构演化、晶体缺陷相互作用以及原子尺度机制。它旨在为材料科学、冶金工程、机械工程以及相关领域的研究人员和高年级本科生提供一个全面而深刻的理解框架，以应对复杂工程应用中对金属材料性能提出的严峻挑战。 第一章：晶体结构与缺陷：宏观性能的微观基石 本章从原子排列的视角出发，详细阐述了金属材料中最常见的晶体结构，如体心立方（BCC）、面心立方（FCC）和密排六方（HCP）结构。我们不仅介绍它们的几何特征、密堆积方式，更强调不同晶体结构对金属宏观性质的根本性影响。例如，FCC结构因其滑移系的易滑移性，通常表现出优异的塑性，而BCC结构在低温下可能发生脆性转变，HCP结构则在各向异性方面表现突出。 在此基础上，本书系统地介绍了晶体缺陷的概念及其分类。位错（刃位错、螺位错及其混合型）作为最重要的线缺陷，其滑移机制是金属塑性变形的根源，我们将详细解析位错的形成、运动、交互作用（如交滑移、攀移）以及对强度的贡献。点缺陷（空位、间隙原子、替位原子）虽然尺度微小，但对扩散、相变以及位错运动的阻碍作用不容忽视。晶界、亚晶界等平面缺陷则在多晶体材料中扮演着重要角色，它们不仅是位错运动的障碍，更是许多宏观性能（如强度、韧性、耐腐蚀性）的关键因素。本书将结合显微分析技术，如透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM），展示这些缺陷的实际形貌及其在材料中的分布规律，并探讨如何通过热处理和形变工艺来调控缺陷的密度和分布，以优化材料性能。 第二章：滑移与孪晶：金属塑性变形的两种基本方式 金属材料的塑性变形主要通过两种机制实现：滑移和孪晶。本章将聚焦于这两种变形方式的微观过程。 滑移是金属材料在应力作用下，晶体平面沿特定方向相对移动的现象。我们将深入探讨滑移系的概念，即特定晶面族和晶向族（[uvw]）。对于不同晶体结构的金属，其优先滑移系是不同的，例如FCC金属通常在{111}<110>滑移系上发生滑移，而BCC金属的滑移行为则更为复杂，受到温度和应变率的显著影响。我们将分析滑移过程中的应力状态、位错堆积以及应力集中对后续变形的影响。此外，还会讨论应变硬化现象，即随着变形量的增加，材料的屈服强度和抗拉强度不断提高，并深入探讨其背后的微观机制，如位错缠结、森-谢尔比（Orowan）环形成等。 孪晶是另一种重要的塑性变形机制，其特点是原子在特定晶面（孪晶面）上发生相对镜像对称的移动，从而形成一个具有不同晶体取向的孪晶区域。我们将研究孪晶的形成条件、孪晶面和孪晶方向，以及孪晶对材料强度的贡献。虽然孪晶的变形量通常小于滑移，但在某些条件下（如低温、高应变率），孪晶成为主要的塑性变形方式，甚至可以显著提高材料的韧性。本书将通过显微观察实例，展示滑移带和孪晶界的形貌，并分析它们在材料变形过程中的协同作用。 第三章：强化机制：从微观结构调控到宏观强度提升 提升金属材料的强度是工程应用中的核心需求。本章将系统地梳理和分析当前主流的金属强化机制，并从微观结构的角度深入阐述其作用原理。 固溶强化是利用将溶质原子引入基体金属晶格中，通过溶质原子对基体原子造成的尺寸效应和电子效应，阻碍位错运动。我们将讨论不同溶质原子对基体金属的固溶度、尺寸差异以及电子结构的影响，并定量分析固溶强化带来的强度提升。 沉淀强化是合金中通过控制热处理工艺，析出细小、弥散的第二相粒子，这些粒子对位错的钉扎作用是其强化效应的根本。本书将重点介绍沉淀物的形核、生长机制，以及不同形貌（如球状、盘状）和分布的沉淀物对位错运动的阻碍能力。析出强化在许多高强度铝合金、镍基高温合金等材料中扮演着至关重要的角色。 晶界强化（Hall-Petch效应）是利用细小晶粒尺寸来提高材料强度的机制。晶界是位错运动的强烈障碍，晶粒越细小，单位体积内的晶界密度越大，位错需要越过更多的晶界才能实现宏观变形，从而提高材料的屈服强度。本书将详细介绍细化晶粒的工艺方法，如动态回复、动态再结晶、非平衡冷却等，并阐述其背后的微观机制。 位错强化，即通过引入并增殖大量位错来提高材料强度。这通常通过冷加工（形变强化）来实现。我们将深入分析形变过程中位错密度的增加、位错缠结以及位错亚结构（如位错墙、亚晶粒）的形成，并探讨位错密度与材料强度之间的定量关系。 此外，本章还将介绍位错阻碍和增强材料韧性的一些特殊机制，例如，通过引入特定第二相粒子或利用多相材料的协同作用，来抑制裂纹的萌生和扩展，从而实现韧性的提升。 第四章：疲劳与断裂：材料在循环载荷下的行为机制 金属材料在工程应用中常常面临循环载荷，导致疲劳失效。同时，断裂是材料在单轴载荷下达到其强度极限时的失效形式。本章将聚焦于这些关键的失效机制。 疲劳失效是一个复杂的过程，通常分为疲劳裂纹萌生、疲劳裂纹扩展和最终断裂三个阶段。我们将详细解析疲劳裂纹萌生的微观机制，如表面缺陷、夹杂物、应力集中点等处发生的滑移带断裂。随后，将深入探讨疲劳裂纹扩展的动力学过程，分析疲劳辉纹（striations）的形成原理，以及应力强度因子（K）和疲劳裂纹扩展速率（da/dN）之间的关系。最后，我们将介绍疲劳寿命的预测模型，并讨论如何通过材料设计和工程措施来提高材料的抗疲劳性能，例如，减少表面缺陷、优化截面设计、选择抗疲劳性能优良的材料等。 断裂力学是研究裂纹扩展和材料断裂行为的理论。本章将介绍断裂韧性（KIC）的概念，以及它表征材料抵抗裂纹扩展的能力。我们将深入探讨不同断裂机制，如韧性断裂（伴随孔洞形成和颈缩）和脆性断裂（如沿晶断裂、穿晶断裂）。本书将结合断口形貌的显微分析，如SEM图像，帮助读者识别不同断裂模式的特征。同时，还会讨论影响断裂韧性的因素，如材料的微观结构、杂质含量、温度以及加载速率等。 第五章：高温性能与蠕变：理解材料在极端环境下的变形行为 在高温环境中，金属材料的性能会发生显著变化，蠕变成为一个关键的失效机制。本章将详细阐述高温对金属材料微观结构和力学行为的影响。 高温会显著降低金属的屈服强度和弹性模量，并加速位错的运动和回复过程。我们将深入探讨高温下的回复（recovery）和再结晶（recrystallization）动力学，以及它们对材料微观结构和宏观性能的影响。 蠕变是指材料在恒定应力作用下，随时间推移发生的塑性变形。本章将详细介绍蠕变的三个阶段：瞬时变形、稳态蠕变和加速蠕变，并解析其微观机制，如扩散蠕变（Nabarro-Herstein蠕变）、位错蠕变（Weertman蠕变）和晶界滑动。我们将讨论影响蠕变速率的关键因素，如应力、温度、晶粒尺寸以及第二相粒子。 此外，本章还将介绍高温合金（如镍基高温合金）的微观结构设计原则，以提高其高温强度、抗蠕变性能和抗氧化/腐蚀性能。例如，析出强化相的稳定性、晶界强化相的引入以及晶粒形态的控制等。 第六章：先进金属材料及其性能调控 本章将视野拓展到当前先进金属材料的研究前沿，包括但不限于： 纳米晶金属： 探讨纳米晶结构的形成机理，以及纳米晶金属在强度和塑性上的独特表现，并分析其潜在的应用前景。 高熵合金： 介绍高熵合金的设计理念，即通过高熵效应，形成单一固溶体相，并探讨其优异的力学性能（如高强度、高韧性、良好的高温性能）及其微观结构基础。 金属基复合材料： 剖析金属基复合材料的增强机制，如颗粒增强、纤维增强等，以及界面相互作用对整体性能的影响。 形状记忆合金与超弹性材料： 介绍这些特殊金属材料的相变机制，以及它们在智能材料领域的应用。 对于每种先进材料，本书都将从微观结构入手，深入分析其独特的强化机制、变形行为和失效模式，并探讨相应的加工工艺和性能调控策略。 总结与展望 本书的最终目标是建立起从原子尺度到宏观性能的完整理解链条。通过对晶体结构、缺陷、变形机制、强化技术以及失效过程的深入剖析，本书为读者提供了理解和设计高性能金属材料的坚实理论基础。材料科学的研究日新月异，未来将在新材料的开发、现有材料的性能提升以及对失效机理更深层次的理解等方面取得突破。本书将激励读者以严谨的科学态度，探索金属材料领域的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

我是一位对工业史和技术演变有着浓厚兴趣的历史爱好者，阅读这本书时，我发现它绝不仅仅是一本技术手册。它以一种近乎史诗般的叙事方式，展现了人类改造自然、驾驭高温的伟大征程。书中对不同冶炼技术从手工到大规模工业化的演变过程的描述，充满了对前人智慧的尊重。我尤其喜欢其中穿插的一些历史小插曲，比如关于贝塞麦转炉和西门子-马丁炉的兴衰对比，读来让人不禁感叹技术的迭代速度与残酷性。它没有将技术视为静态的知识点，而是将其置于一个动态的发展背景中去考察。这种历史的维度，使得我们不仅学习了“如何做”，更理解了“为什么会这样发展至今”。书中对能源效率和环境影响的讨论，也体现了时代精神，它清晰地指出了传统冶金面临的挑战，并暗示了未来绿色冶金的发展方向。这本书让我感受到了冶金工程深厚的文化底蕴，它连接着古代的冶炼作坊与当今的超级材料研发中心，厚重而富有启发性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构编排，简直是为自学者量身定做的。我不是科班出身，完全是靠业余时间啃下来的，最大的障碍往往是知识点之间的逻辑跳跃太大，让人找不到重点。然而，这本《钢铁冶金概论》的章节划分极其清晰，逻辑链条严密得像一个瑞士钟表。从最基础的原料准备，到铁水处理，再到各种精炼技术，每一步都过渡得恰到好处，让人能够像剥洋葱一样，一层层深入，而不至于迷失在细节之中。更让我惊喜的是，它在关键概念的引入上极其审慎，总是先提供宏观的背景，再逐步深入到微观机理。比如讲解氧对钢水的脱氧过程时，它会先从钢水质量的重要性入手，然后才引入热力学平衡和动力学速率的计算。这种由浅入深，由表及里的教学方法，极大地降低了学习曲线的陡峭程度。对于那些想在短时间内建立起冶金知识体系的非专业人士，这本书的引导性价值是无可替代的。它不是简单地罗列知识点，而是构建了一个完整、可自我修正的知识网络。

评分☆☆☆☆☆

我是一个工作了几年，现在想系统性回顾和提升理论深度的工程师，因此我对这本书的实用性和前沿性有着极高的要求。坦白说，市面上关于冶金的书籍汗牛充栋，但大多停留在基础原理的罗列上，缺乏对现代冶金技术挑战的深入探讨。这本书的闪光点恰恰在于它对“现代”二字的精准把握。它不仅涵盖了传统的平炉、转炉炼钢的经典工艺，更用相当篇幅聚焦于连铸技术的发展，特别是对不同铸坯质量控制的精细化解读，简直是教科书级别的范例。我特别留意了关于钢水净化和合金化设计的章节，那些关于非金属夹杂物的控制策略，以及如何通过精确控制微量元素来定制钢材性能的论述，非常具有操作指导意义。阅读这些内容时，我甚至在脑海中重新模拟了我们车间里遇到的几次出钢事故，并找到了理论上的根源所在。这本书的深度足够“硬核”，它没有回避复杂的问题，而是直接将这些难题摆出来，并展示了最前沿的解决方案。对于我这种需要将理论指导实践的人来说，这本书提供的知识框架是坚实且面向未来的。

评分☆☆☆☆☆

这本《钢铁冶金概论》无疑是材料科学领域的一部重量级作品，对于我们这些初入冶金行业的学生来说，简直是打开了一扇通往宏大工业世界的大门。我记得第一次翻开它时，那些复杂的化学反应式和热力学曲线差点让我望而却步，但作者的叙述方式非常巧妙。他们没有一开始就陷入晦涩难懂的专业术语泥潭，而是用非常生动和贴近实际的案例，勾勒出了钢铁是怎样从地球深处的矿石，一步步蜕变成我们日常所见的坚固材料的完整历程。特别是关于烧结和高炉炼铁的部分，插图详尽，流程图清晰到令人赞叹。我尤其欣赏书中对于“为什么”的解释，而不仅仅是“是什么”。比如，它深入浅出地剖析了炉内冶金过程中的传热和传质机制，让原本枯燥的物理化学原理变得鲜活起来，仿佛能看到炉内的巨大能量流动和物质交换。读完这部分，我对那些矗立在钢铁厂上空的巨大烟囱不再只是敬畏，而是多了一份理解和敬意，理解了其中蕴含的千年智慧与现代科学的结晶。这本书的知识密度非常高，但阅读体验却出奇地顺畅，完全不像一本教科书，更像一位经验丰富的老工程师在手把手地带你进行一次穿越时空的工业考察。

评分☆☆☆☆☆

从纯粹的学术角度来看，这本书的参考文献和引证系统做得相当扎实，这对于任何希望进行深入研究的读者来说都是至关重要的。我注意到，书中引用的文献涵盖了从经典的冶金学泰斗的著作到最新的国际会议论文，显示出编撰者团队对该领域的全面掌握和持续关注。此外，书中所提供的例题和习题设计得非常巧妙，它们不仅是知识点的简单重复，更多的是对实际工程问题的抽象和建模。例如，在讲解炉渣化学和炉渣对钢水净化的影响时，配套的习题要求读者利用物相图和活度理论来预测复杂体系下的平衡状态，这极大地锻炼了读者的分析和预测能力。对于研究生和高年级本科生而言，这些习题是检验自己是否真正掌握核心概念的金标准。这本书的严谨性体现在每一个细节中，从公式的推导到图表的标注，都显示出极高的专业水准，它真正做到了“概论”二字下所蕴含的广度与深度兼备，是一部值得反复研读的案头宝典。