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目录1

第1章 冶金热力学基础1

1.1化学反应等温方程式1

1.2△G？的计算4

1.2.1积分法4

1.2.2线性组合法7

1.2.3自由能函数计算法8

1.2.4用相对焓和相对自由能数据计算AG？—Barin和Knacke的方法11

1.3有溶液参加反应的△G？的计算12

1.3.1活度及其标准态13

1.3.2活度标准态的转换16

1.3.3标准溶解自由能变18

1.3.4活度与温度的关系22

1.3.5计算例题23

1.4活度相互作用系数26

1.4.1二元系26

1.4.2三元系27

1.4.3多元系28

1.4.4相互作用系数之间的关系32

1.4.5相互作用系数与温度的关系34

1.5热力学数据的实验测定35

1.4.6计算例题35

1.5.1AG？的平衡实验测定36

1.5.2热力学数据的电化学实验测定38

习题41

第2章 气相－凝聚相反应热力学45

2.1化合物的稳定性、氧势及氧势图45

2.1.1衡量化合物稳定性的定量标志45

2.1.2氧势图及其应用50

2.2.1铁的氧化物65

2.2Fe-O体系热力学分析65

2.2.2Fe-O体系反应的平衡66

2.2.3氧化物的逐级转变原则69

2.3燃烧反应热力学分析72

2.3.1C-O体系热力学分析73

2.3.2C-H-O体系热力学分析75

2.3.3甲烷（CH4）的离解和燃烧76

2.4还原反应热力学80

2.4.1还原金属氧化物的热力学条件80

2.4.2一氧化碳和碳还原铁氧化物热力学86

2.4.3氢还原铁氧化物热力学88

2.4.4氢、一氧化碳还原浮氏体热力学89

2.5金属热还原法热力学基础92

2.5.1金属还原剂的选择92

2.5.2影响金属热还原的因素93

2.6渗碳与脱碳93

2.6.1碳在Fe-C体系中的存在形式94

2.6.2碳的存在形态与渗碳反应94

2.6.3CH4对铁的渗碳96

2.6.4高炉内铁的渗碳及生铁含碳量97

2.7复杂体系内氧化物的还原——优势区图的应用98

习题103

第3章 炉渣相图106

3.1二元相图106

3.1.1二元相图的一些特点106

3.1.2典型二元相图的分析和讨论106

3.1.3二元相图组成规则及杠杆规则108

3.1.4二元相图应用举例109

3.1.5典型二元相图111

3.2.1三元系浓度三角形114

3.2三元相图表示方法及有关规则114

3.2.2浓度三角形的性质及规则115

3.3简单的三元共晶型相图123

3.3.1简单三元共晶相图的立体图及平面投影图123

3.3.2简单三元共晶相图冷却过程的相组成及相对量124

3.3.3简单三元共晶相图的等温线及等温截面125

3.4生成异分熔点二元化合物的三元相图126

3.4.1异分熔点二元化合物126

3.4.2生成异分熔点二元化合物的三元相图特点的分析126

3.4.3冷却过程127

3.4.4异分熔点化合物构成的三元相图的一些特殊情况129

3.5生成三元化合物和同分熔点化合物的三元相图130

3.5.1生成三元化合物的三元相图130

3.5.2生成同分熔点二元化合物的典型三元相图131

3.6钢铁冶金领域的典型相图及其应用的举例131

3.6.1CaO-SiO2-A12O3，三元相图及其应用131

3.6.2CaO-FeOn-SiO2三元相图及其应用135

习题139

4.1.2炉渣在冶金过程中的作用140

4.1.1炉渣的化学组成140

第4章 冶金炉渣140

4.1炉渣的化学组成及其作用140

4.2炉渣的结构141

4.2.1炉渣结构理论研究的目的、方法和现状141

4.2.2炉渣熔体结构的分子理论141

4.2.3炉渣熔体结构的离子理论144

4.3炉渣的化学性质148

4.3.1炉渣的碱度148

4.3.2炉渣的氧化性和还原性151

4.3.3熔渣中气体的反应156

4.4炉渣的物理性质158

4.4.1炉渣的熔化温度158

4.4.2熔渣的粘度159

4.4.3熔渣的表面张力及界面张力162

4.4.4炉渣的导电性171

4.4.5熔渣的密度173

4.4.6熔渣中的扩散175

4.4.7炉渣的导热性——导热系数176

4.4.8熔渣的挥发特性178

4.4.9炉渣的辐射特性180

4.4.10炉渣的力学性质181

4.5熔渣的热力学性质——组元的活度182

4.5.1查图法182

4.5.2离子结构模型计算法188

习题196

5.2硅的氧化—还原反应197

5.2.1在炼钢过程中硅的行为197

5.1熔池中氧的来源及其传递方式197

第5章 冶金热力学在重要冶金反应中的应用197

5.2.2在炼铁过程中硅的行为199

5.3脱碳反应200

5.4脱硫反应202

5.4.1硫在铁液中的活度202

5.4.2固体脱硫剂的脱硫202

5.4.3炉渣脱硫——硫在渣铁间的分配204

5.5脱磷反应206

5.5.1氧化脱磷206

5.5.2还原脱磷207

5.6脱氧反应208

5.6.1铁液中氧的溶解度209

5.6.2脱氧方法209

5.7钢中气体213

5.7.1Siverts定律213

5.7.2钢中的氮214

5.7.3钢中的氢215

5.7.4气泡除气——气泡冶金217

5.8.1〔Cr〕的氧化220

5.8选择性氧化——奥氏体不锈钢去碳保铬问题220

5.8.2〔C〕的氧化221

5.8.3〔Cr〕和〔C〕共存时的氧化221

习题224

第6章 冶金动力学基础227

6.1概述227

6.2化学反应动力学基础227

6.3冶金反应动力学基础229

6.3.1冶金反应的限制环节230

6.3.2界面反应与吸附232

6.3.3扩散理论基础237

6.3.4传质理论基础243

6.4气－固相反应动力学256

6.4.1未反应核模型256

6.4.2多孔物料反应模型266

6.5液－液相反应动力学272

6.5.1液－液相反应的基本规律——双膜理论272

6.5.2熔渣与金属液间的界面反应动力学274

6.5.3液滴反应动力学280

6.6.1气－液反应动力学的基本规律285

6.6气－液相反应动力学285

6.6.2脱碳反应动力288

6.6.3气泡冶金动力学293

6.6.4真空冶金动力学296

6.7液－固相反应动力学298

6.7.1废钢熔解过程动力学299

6.7.2钢液凝固过程动力学303

6.7.3凝固过程的化学反应313

附录1钢液中元素的活度相互作用系数和温度的关系（综合数据）316

附录2化合物的标准生成自由能变△G？＝A+BT318