冶金质量分析绪论.ppt

课简介程1《冶金质量分析》是金属材料和热处理及相近专业的一门专业基础课。所介绍内容主要包括:炼钢的基本原理和过程反应;各种炼钢方法的生产特点及其对钢质量的控制;提高钢质量的一些新工艺、新技术、新设备;钢的压力加工原理及工艺制度对钢质量的影响;并有所侧重地介绍钢在上述生产过程中所产生的各种冶金质量缺陷的形成原因及其对钢材性能的影响。2通过学习本课程，力图使同学们达到以下目的:

1)了解钢铁生产的基本过程和主要冶金设备及常用方法。

2)初步掌握提高和控制钢冶金质量的主要途径及先进技术，提高解决实际问题的能力，为从事新钢种的研制打下一定的基础。

3)培养具有分析冶金质量的初步能力，基本掌握钢的主要冶金缺陷的产生、特征、危害及预防知识。能较正确地评价钢的冶金质量和分析钢的质量问题，能合理使用钢材。

绪论一、历史与现状随着人类的进化，早在公元前7世纪的春秋中叶，我们的祖先就开始使用由海绵铁锻成的铁和利用渗碳得到的钢。公元前6世纪中叶，我国在世界上首先掌握了生铁铸造的方法，使生铁得到利用。公元前2世纪，我国利用铸件或铸铁板退火脱碳避免石墨生成的办法，生产了钢质铸件，并将得到的钢质铸件进行热加工锻成器件，发明了生铁制钢的方法。在公元1世纪，我国又进一步发明了炒钢的炼钢法，即将生铁在炼炉内熔化搅拌。通过氧化脱碳成为高碳钢或低碳钢(熟铁)，然后锻造除渣成形。这一方法的发明比西欧约早1800年。同时，我国还创造了将熟铁与生铁共同加热，使后者渗入熟铁板，然后进行锻造焊合及均匀化的方法，这样得到的中、高碳钢称为灌钢或团钢。由于生铁的发现和铸铁的利用，炒钢及其产品的发明，使我国炼铁和炼钢术在汉代及其后很长一段时期内(直至唐宋时期)一直居于世界领先地位。已出土的历史文物和大量的考古发掘就是最好的鉴证。公元1世纪罗马帝国的学者Pliny(公元23-79年)称赞中国出产的钢质量是举世无双的，他在《博物志》中说，当时欧洲市场上，“虽然钢铁种类很多，但没有一种能和从中国来的钢相媲美”。我国近代的钢铁工业，最初有1894年张之洞建立的汉阳铁厂和汉冶萍公司。由于封建社会的腐朽没落束缚了生产力，冶金技术从明代以后没有能在我国得到发展。以致从1890年到1948年间，全国钢的总产量只有760万t,1949年钢的产量为15.8万t。新中国成立后，我国钢铁工业才开始较快地发展，几十年来已形成相当的规模,1995年的钢产量已近1亿t，相当于1949年的六百多倍，2005年，我国钢铁产量达到3.45亿，较上一年增长26%，2008年，我国钢产量大约为5亿t。同时我国和世界上一些主要产钢国(美国、日本、俄国)在钢铁冶金技术上和产品质量上的差距也在迅速缩小。近代钢铁冶金技术的发展虽然可追溯到1740年霍茨曼(Huntsman)的坩埚炼钢法，但是作为普遍的技术而开展起来，却是在1856年贝塞麦(Bessemer)酸性转炉法及1864年西门子(Siemens)兄弟、马丁(Martin)父子等的平炉炼钢法相继成功之后，近代炼钢技术才得以发展。1878年托马斯(Thoomas)开创了碱性转炉炼钢法，使得在炼钢过程中能够脱磷和脱硫。1899年赫劳特(Heroult)等人发明了使用电能的电弧炉炼钢法，使其在特种钢熔炼等领域内占有了独特的地位。从本世纪50年代起，钢铁冶炼技术的进步很快，开发了很多新技术，使钢铁冶炼的整个领域发生了重大变化。如炼铁高炉的容量逐渐大型化，出现了有效容积5000m3级的高炉，加强了预处理环节，如筛选炉料，使用自熔性烧结矿和球团矿等，还有对鼓风技术的改进，如高温鼓风、富氧、鼓风调湿等，后者是在从风口喷吹燃料时进行干燥鼓风的。进而实施了由风口喷吹燃料，并进行高压操作。检测技术和计算机动态控制使操作合理化，显著提高了高炉的稳定操作和生产率。就炼钢技术来看，以廉价工业氧的利用为起点，氧气冶炼法迅速得到普及和发展。在平炉和电护上用氧之后，使得脱碳达到以往的矿石法难以想像的超低碳水平，这是冶炼超低碳钢不可缺少的措施，此外，还能显著降低燃料电力单耗和提高生产率。后在转炉上也应用了氧，于1952年在奥地利发明了氧气顶吹转炉炼钢法(LD法)，氧气顶吹转炉克服了以往转炉的缺点，同时兼有设备费用和操作费用低的优点，从而使得这种炼钢法代替平炉法成为炼钢的主流。最近又开发了氧气底吹转炉法，因其本身所具有的各种特点而受到很大重视。

从钢铁产量的变迁看出，粗钢产量即使上升，电炉钢也一直占总产量的15%--20%，其中主要是用赫劳特式电炉熔炼的。使用了超高功率（UHP)，使得熔炼速度加快，炉的容积变大。由于熔池需要搅拌，所采用的电磁搅拌等生产设备也得到改进。另外。引进了真空技术，开发了各