[精品]材料工程基础部分复习参考.doc.pdf
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1、材料工程基础部分复习参考 1、 矿石准备 采掘的矿石含有大量无用的脉石,经过选匝以肩的含有较多金属元素的精矿,经过选矿麻,还需要对矿石进行燈烧,球 化,烧结。 2、 火法冶金:利用高温从矿石屮提取金属或其化合物的方法 湿法冶金:利用一些溶剂的化学作用,在水溶液或非水溶液屮进行包括氧化,还愿,屮利水解和络合等反应,对原 料,屮间产物或者二次再生资源屮的金属进行提取和分离的冶金过程。 电冶金:利用电能从矿石或者其他原料屮提取,冋收,精炼金属的冶金过程 3、 炼铁:燃料的燃烧C + QTCq温度达到1800 C( 放热) ;COJ+CTCO 1000 C(吸热 ) ,热源和还原剂 Fe 的还原FeO
2、+CO T Fe+CO., FeO+C - Fe+CO 熔剂反应CaCO3 700-1000CaO+CQ2(g) (Slag: CaO40%, A12O3,15%, SiO2,3.5%, FeO, MnO.) FcS (in iron)+CaO CaS(in slag)+FcO 3、炼钢:元素的氧化2Fe+O2 2FeO , FCO+CT Fe+CO, FeO+Mn Fe+MnO 2FcO+Si T 2Fc+SiO2, 5FcO+2P t P2O5 造渣脱磷,脱硫;脱氧合金化 4、 炼铝:氧化铝的制备( 湿碱法 ) (1)铝土矿的浸出(digestion) 用NaOH 溶液:Al2O3-3H2
3、O + 2NaOH Na2O Al2O3 + 4H2O;SiO2,Fc2O3?TiO2不溶解 , 沉淀, 形成红泥 (2)过滤(Fitration) (3)铝酸钠溶液分解(Precipitation) Na2O Al2O3 + 4H2O Al(OH + NaOH (4)A1(OH)3锻烧(Calsination) 950-1000 C下锻烧,生成a-M2O., 获得99.5%的Q? A1Q; 熔盐电解法制备铝: A12O3熔点2050 C,采用冰晶石Na.AlF,作为电解质,熔点1010 C Al2O3+Na3AlF6共晶物,熔点938C, M2.1g/cm3 Al: 2.3g/cm5,阴极A
4、l 3+3eAl; 阳极2O 2+ C -4e CO 2阳极不断消耗; 2A/2O3+3C -? 4A/ + 3CO2 99.5?99.7% 5、 熔化焊:手工电弧焊 ,可在室内、室外、高空和备种位置实施焊接,所用设备简单,易于维护,焊钳小,使用灵活。 其实用于焊接齐种碳索钢、低合金钢、不锈钢、耐热钢、也可用于焊接高强度钢、铸钢、铸铁和有色金属,是焊接生产屮 应用最广泛的一种方法。但是它的不足是,焊条短而不连续,电弧不稳,焊缝质量收操作者技术水平的影响大,焊缝宽度 不易均匀。 埋弧自动焊 ,产率高,焊接质量高且稳定,节省金属材料,改善劳动条件,但是,设备费用高,工艺准备复杂,对接 头加丁 ?和
5、装配要求严格。所以只是用于批量生产长的直线焊缝和圆筒形工件的纵、环焊缝。 气体保护焊 ,C02气体保护焊,优点:生产率高,成木较低,焊接质量高。缺点:电弧光强,飞溅严重,焊缝成形不 够光滑,不宜焊接容易氧化的有色金属材料,不宜在有风的场地工作。 压力焊:电阻焊,加热迅速且热量集屮,不许填充金属,热影响取消,工件变形小,表面平整而光洁。可焊各种不同 的材料。生产效率极高,操作简单,工作安全,劳动条件好,可实现数控焊接。但是,设备复杂,耗电量大,接头形式与 可焊接工件厚度受限制。 摩擦焊,在摩擦过程小,被焊工件接触表面的氧化膜与杂质被清除,因此接头组织致密,不易产生气孔、夹渣等缺陷 , 接头质量好
6、且质量稳定;可焊接的金属范围广,不仅可焊及同种金属, 还可以焊异种金属; 焊接操作简单,不需要焊接材 料,容易实现自动控制,生产率高;设备简单,电能消耗小。广泛用于圆形工件,棒材及管道的对焊。 6、热处理工艺参数确定及组织特性和性能 退火:均匀化退火 ,消除铸造屮凝固偏析, 通过扩散完成,高温时间长, 当然晶粒长大 ,Z后最好进行完全退火,细化晶粒 完全退火 ,A3以上30?50 C,时间为热均匀,缓冷目的:降低硬度,提高犁性 不完全退火(球化退火) ,过共析钢(共析钢)A1+(2S4O C),目的使网状渗碳体球化,改善加工性能 再结晶退火 ,温度为再结晶温度,消除加工硬化,去应力,以便进一步
7、飘性变形 去应力退火、冋复处理,只是去应力,但保持加丁?硬化的硬度 正火:A3以上30?50 C,保温,空气冷却细化晶粒,提高强度和敎性,可以作为终处理 淬火:加热A1或A3线以上,保温(奥氏体化),快速冷却,得到马氏体纟H.织,高强度,高硬度,通过冋火,在低 温下扩散分解 , 得到极细小的a Fc+Fc3C的两相组织,具有高强度高册性,韧性好! 亚共析钢A3以上30?50 C ; 共析 钢、过共析钢A1以上20?40 C。原因:亚共析钢,让先铁索体全部转变成奥氏体,并使成分均匀化,淬火后, 没有先共 析铁素体相,材料强度高,性能均一。过共析钢如果渗碳体全部溶解, 则含碳量高CIW线左 移,奥
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