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目录1

符号表1

绪论2

第一章热力学函数7

第一节物质的能量变化7

一、物质的状态7

二、物质的内能和焓8

三、热力学第一定律8

四、焓变的计算和热容9

五、反应的热效应和标准生成热10

一、物质的熵和自由能11

第二节物质变化的方向和限度11

二、热力学第二定律12

三、物质的绝对熵——热力学第三定律14

第三节物质自由能变化的计算和应用14

一、压力和温度对自由能变化的影响14

二、化学反应的平衡常数15

三、自由能在相变上的应用17

第四节化合物的稳定性18

一、金属氧化物的稳定性18

二、金属硫化物、氮化物、碳化物的稳定性21

三、熔渣中氧化物的稳定性22

第一节化学反应动力学23

一、化学反应速度23

第二章冶金过程动力学23

二、浓度对反应速度的影响25

三、温度对反应速度的影响26

四、复杂反应的反应速度28

五、多相反应29

六、化学反应和吸附31

第二节扩散定律33

一、菲克定律33

二、不稳定态扩散的积分解34

三、误差函数36

第三节流体中的扩散38

一、流体流动和传质38

二、传输系数40

三、边界层概念和传质系数41

第四节几个冶金过程的动力学模型46

一、气固相反应动力学（未反应核模型）46

二、液液相反应动力学（双膜理论）50

三、气液相反应动力学（表面更新理论）52

第五节向量分析54

第三章 熔铁和熔融铁合金的物理化学性质59

第一节熔铁的结构59

第二节熔铁和熔融铁合金的物理性质61

一、密度61

二、粘度62

三、扩散系数64

四、熔点65

五、表面张力69

六、蒸气压73

七、电阻率74

第三节各种元素在熔铁中的溶解度和相互作用75

一、理想溶液和实际溶液75

二、各种元素在熔铁中的溶解度和溶解过程的标准自由能变化80

三、熔铁中各种元素的相互作用和相互作用系数83

第四节Fe-j系熔体中j的溶解度和活度89

一、Fe-Mn、Fe-Ni、Fe-Cr和Fe-Co系89

二、Fe-C、Fe-Si系89

三、Fe-P系91

四、Fe-O、Fe-S系93

五、Fe-N、Fe-H系96

六、Fe-A1系99

七、Fe-V、Fe-Ti系100

八、钙和镁在熔铁中的溶解度101

第四章熔渣的物理化学性质103

第一节熔渣的结构103

一、离子半径和离子间的吸引力104

二、化合物中离子结合的分数107

三、离子晶体结构107

四、熔渣的结构111

第二节熔渣的物理性质113

一、熔渣的粘度113

二、熔渣的密度116

三、熔渣的热容和导热性117

四、熔渣的导电性118

五、熔渣的表面张力和界面张力120

六、熔渣中组元的扩散122

第三节熔渣的热力学模型123

一、熔渣的分子模型123

二、熔渣的各种离子模型125

三、熔渣的分子离子共存模型129

第四节熔渣的化学性质131

一、熔渣的碱度131

二、熔渣的氧化性132

三、熔渣的还原性133

四、气体在渣中的溶解136

第五节熔渣相图137

一、二元系相图137

二、三元系相图139

第五章炼钢基本反应145

第一节铁的氧化和熔池传氧方式145

一、氧流对金属熔池的作用145

二、铁的氧化和还原146

三、炉渣的氧化作用147

四、杂质的氧化方式——直接氧化和间接氧化148

第二节脱碳反应149

一、脱碳反应的作用149

三、脱碳反应的热力学条件150

二、碳在熔铁中的溶解150

四、脱碳反应的动力学条件153

第三节硅、锰的氧化反应159

一、硅和锰在炼钢中表现的热力学性质159

二、硅和锰的氧化和还原159

三、锰的氧化反应动力学161

第四节脱磷反应162

一、磷在钢铁冶炼过程中的还原和氧化162

二、脱磷的热力学条件165

三、脱磷的动力学168

四、冶炼低磷钢的几个问题170

一、硫在炼钢中表现的热力学性质173

第五节脱硫反应173

二、碱性氧化渣与金属间的脱硫反应174

三、熔渣脱硫的计算179

四、碱性还原渣与金属间的脱硫反应181

五、气相在脱硫中的作用182

六、铁水预脱硫反应184

第六节其它元素的氧化反应186

一、铬的氧化反应186

二、钒的氧化反应189

三、铌的氧化反应191

第六章脱氧和非金属夹杂物193

第一节钢中非金属夹杂物的种类及其形态193

一、按夹杂物的化学成分分类193

二、按夹杂物的形态分类194

三、按夹杂物的来源分类196

四、夹杂物的组成和性质199

第二节夹杂物对钢的性能的影响199

一、夹杂物和裂纹的形成及应力集中199

二、夹杂物对钢的塑性和韧性的影响200

三、夹杂物对钢的疲劳性能的影响202

四、夹杂物对钢的加工性能的影响205

五、夹杂物对钢的切削性能的影响205

六、夹杂物对钢的电磁性能的影响206

一、氧在铁中的行为207

二、脱氧的任务和脱氧能力的测定207

第三节脱氧反应的热力学207

三、单独元素的脱氧208

四、复合脱氧剂的脱氧211

五、脱氧元素与钢中硫和氮的反应214

六、扩散脱氧217

第四节沉淀脱氧的动力学218

一、脱氧元素的溶解和均匀化218

二、脱氧元素和氧的化学反应218

三、脱氧产物的形核219

四、脱氧产物的长大221

五、脱氧产物的去除224

第七章真空冶金理论232

第一节真空冶金的一般规律——压力对化学平衡的影响232

第二节真空下碳还原固体金属氧化物能力的提高235

第三节金属的真空脱氧238

一、真空条件下碳的脱氧能力238

二、真空下碳脱氧反应的动力学因素239

三、真空下碳脱氧的实际效果242

四、真空下金属元素的脱氧能力243

第四节真空下钢液的脱气244

一、钢中气体的来源245

二、钢液与水蒸气的平衡——钢的氧化与渗氢246

三、钢液与湿空气间的反应247

四、钢的真空脱气247

一、真空下元素挥发的热力学250

第五节真空熔炼过程中合金元素的挥发和有害杂质的去除250

二、真空下元素挥发的动力学253

第六节真空下合金元素和耐火材料的相互作用254

一、高纯耐火氧化物的热力学性能254

二、真空下耐火材料和金属液的相互作用255

第七节吹氩精炼法的真空效果及其应用259

一、钢包吹氩原理259

二、钢包吹氩的实际效果262

第八章凝固理论263

第一节钢液结晶与钢锭结构263

一、钢液凝固结晶263

二、晶体长大266

三、凝固结构271

四、凝固结构控制273

第二节凝固过程传热276

一、钢液凝固过程传热机构276

二、影响钢液凝固传热因素280

三、传热与凝固定律281

四、凝固热传导方程式283

第三节凝固收缩290

一、缩孔290

二、收缩与裂纹292

第四节凝固偏析293

一、显微偏析294

二、宏观偏析298

三、宏观偏析的形成300

四、偏析控制303

第五节凝固过程的非金属夹杂物305

一、凝固过程中的再生夹杂物305

二、钢锭中夹杂物分布307

三、非金属夹杂与钢的显微结构309

第六节凝固过程的气体310

一、镇静钢凝固过程中溶解气体的析出310

二、钢凝固过程中CO的析出312

附录一炼钢常用物质热力学数据表318

附录二炼钢常见反应的标准自由能的变化328

附录三无量纲规范数表334

附录四人名对照表335