中南冶金学院

第三章：合金结构钢

1．分析热轧钢和正火钢的强化方式和主强化元素又什么不同，二者的焊接性有何差别？在制定焊接工艺时要注意什么问题？

答：热轧钢的强化方式有：（1）固溶强化，主要强化元素：Mn，Si。（2）细晶强化，主要强化元素：Nb,V。

（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V.；正火钢的强化方式：（1）固溶强化，主要强化元素：强的合金元素（2）细晶强化，主要强化元素：V,Nb,Ti,Mo（3）沉淀强化，主要强化元素：Nb,V,Ti,Mo.；焊接性：热轧钢含有少量的合金元素，碳当量较低冷裂纹倾向不大，正火钢含有合金元素较多，淬硬性有所增加，碳当量低冷裂纹倾向不大。热轧钢被加热到1200℃以上的热影响区可能产生粗晶脆化，韧性明显降低，而是、正火钢在该条件下粗晶区的V析出相基本固溶，抑制A长大及组织细化作用被削弱，粗晶区易出现粗大晶粒及上贝、M-A等导致韧性下降和时效敏感性增大。制定焊接工艺时根据材料的结构、板厚、使用性能要求及生产条件选择焊接。

2．分析Q345的焊接性特点，给出相应的焊接材料及焊接工艺要求。

答:Q345钢属于热轧钢，其碳当量小于0.4％，焊接性良好，一般不需要预热和严格控制焊接热输入，从脆硬倾向上，Q345钢连续冷却时，珠光体转变右移

第一部分 基本概念及定义

1. 高炉法：传统的以焦炭为能源，与转炉炼钢相配合，组成高炉—转炉—轧机流程，被称为长流程，是目前的主要流程。

2. 非高炉法：泛指高炉以外，不以焦炭为能源，通常分为直接还原和熔融还原，一般与电炉配合，组成直接还原或熔融还原—电炉—轧机流程，被称为短流程，是目前的辅助流程。

3. 钢铁联合企业：将铁矿石在高炉内冶炼成生铁，用铁水炼成钢，再将钢水铸成钢锭或连铸坯，经轧制等塑形变形方法加工成各种用途的钢材。

4. 高炉有效容积：由高炉出铁口中心线所在平面到大料钟下降位置下沿水平面之间的容积。

5. 铁矿石：凡是在一定的技术条件下，能经济提取金属铁的岩石。 6. 富矿：一般含铁品位超过理论含铁量70%的矿，对于褐铁矿、菱铁矿及碱性脉石矿含铁量可适当放宽。

7. 还原性能：矿石中铁结合的氧被还原剂夺取的难易程度。主要取决于矿石的致密程度、空隙及气孔分布状态。一般还原性好，碳素燃料消耗量低。

8. 熔剂：由于高炉造渣的需要，入炉料中常需配加一定数量的助熔剂，该物质就称为熔剂。

9. 耐火度：抗高温熔化性能的指标，用耐火锥变形的温度表示，它表征耐火材料的热性质，主要取决于化学组成、杂质数量和分散程度。实际使用温度要比耐火度低。

第一章 概论

1、试述3种钢铁生产工艺的特点。

答：钢铁冶金的任务：把铁矿石炼成合格的钢。工艺流程：①还原熔化过程（炼铁）：铁矿石?去脉石、杂质和氧?铁；②氧化精炼过程（炼钢）：铁?精炼（脱C、Si、P等）?钢。

高炉炼铁工艺流程：对原料要求高，面临能源和环保等挑战，但产量高，目前来说仍占有优势，在钢铁联合企业中发挥这重大作用。

直接还原和熔融还原炼铁工艺流程：适应性大，但生产规模小、产量低，而且很 多技术问题还有待解决和完善。

2、简述高炉冶炼过程的特点及三大主要过程。 答：特点：①在逆流（炉料下降及煤气上升）过程中，完成复杂的物理化学反应；②在投入（装料）及产出（铁、渣、煤气）之外，无法直接观察炉内反应过程，只能凭借仪器仪表简介观察；③维持高炉顺行（保证煤气流合理分布及炉料均匀下降）是冶炼过程的关键。

三大过程：①还原过程：实现矿石中金属元素（主要是铁）和氧元素的化学分离；②造渣过程：实现已还原的金属与脉石的熔融态机械分离；③传热及渣铁反应过程：实现成分与温度均合格的液态铁水。 3、画出高炉本体图，并在其图上标明四大系统。 答：煤气系统、上料系统、渣铁系统、送风系统。 4、归纳高炉炼铁对铁矿石的质量要求。 答：①高的含铁品位。

炼钢学复习题

第二章

一．思考题

1.炼钢的任务。

1)脱碳：含碳量是决定铁与钢定义的元素，同时也是控制性能最主要的元素，一般来用向钢中供养，利于碳氧反应去除。2）脱硫脱磷：对绝大多数钢种来说，硫磷为有害元素，硫则引起钢的热脆，而磷将引起钢的冷脆，因此要求炼钢过程尽量去除。3）脱氧：在炼钢中，用氧去除钢中的杂质后，必然残留大量氧，给钢的生产和性能带来危害，必须脱除，减少钢中含氧量叫做脱氧。（合金脱氧，真空脱氧）4）去除气体和非金属夹杂物：钢中气体主要指溶解在钢中的氢和氮，非金属夹杂物包括氧化物，硫化物以及其他化合物，一般采用CO气泡沸腾和真空处理手段。5）升温：炼钢过程必须在一定高温下才能进行，同时为保证钢水能浇成合格的钢锭，也要求钢水有一定的温度，铁水最温度很低，1300摄氏度左右 Q215钢熔点1515摄氏度6）合金化：为使钢有必要的性能，必须根据钢中要求加适量的合金元素。7）浇成良锭：液态钢水必须浇铸成一定形状的固体铸坯，采用作为轧材的原料，同时要求质量良好，一般有模铸和连铸两种方式。

2.S的危害原因和控制方式。 （1） 产生热脆。（硫的最大危害）（2）形成夹杂：S在固体钢中基本上是以硫化物夹杂的形式存在。降低塑性，危害各向同性（采

材料与冶金学院

2013年硕士研究生入学考试复试方案

根据东北大学研究生院“东北大学2013年硕士研究生入学考试复试及录取工作安排意见”，材料与冶金学院定于3月23日至25日组织2013年硕士研究生入学考试复试工作，复试分笔试和面试两部分，复试工作的具体安排如下。 一、复试组织

1、材料与冶金学院复试工作接受东北大学研究生招生工作领导小组的领导，以及学校监察组的监督与检查。

2、学院设有复试工作领导小组，负责学院的整个复试工作；设有复试工作监察小组，受理复试工作违纪举报及受理工作；各学科成立复试的工作小组，具体负责考生的面试工作。凡有亲属参加复试的教师，在复试全过程中应予以回避。

复试领导小组为： 组 长：张廷安（院 长） 副组长：王 磊（副院长）

成 员：陈岁元、徐 民、李英龙、赵宪明、赵志浩、厉 英、陈 敏、王兆文、杜 涛、王承阳、杨中东、王大海

复试监察小组为：

组 长：杨东坪（党委书记） 副组长：贺 翔（副院长）

成 员：左 良、刘春明、于福晓、吴 迪、崔建忠、翟玉春、邹宗树、杨洪英、蔡九菊、薛向欣、鲁 林

3、违规违纪受理地点：冶金馆332，电话：024-83687324。受理时段为复试期间的上午8：30

中南大学冶金原理题库 第一篇 冶金熔体 第一章 概述

1．什么是冶金熔体？它分为几种类型？

2．何为熔渣？简述冶炼渣和精炼渣的主要作用。

3．什么是富集渣？它与冶炼渣的根本区别在哪里？

4．试说明熔盐在冶金中的主要应用。

5．熔锍的主要成分是什么？

6．为什么熔盐电解是铝、镁、钠、锂等金属的惟一的或占主导地位的生产方法？

第二章 冶金熔体的相平衡

1．在三元系的浓度三角形中画出下列熔体的组成点，并说明其变化规律。

X：A 10%，B 70%，C 20%；

Y：A 10%，B 20%，C 70%；

Z：A 70%，B 20%，C 10%；

若将3kg X熔体与2kg Y熔体和5kg Z熔体混合，试依据杠杆规则用作图法和计算法求出混合后熔体的组成点。 2．试找出图2-44所示的三元系相图中的错误，说明原因并更正。

3．图2-45是生成了一个二元不一致熔融化合物的三元系相图

（1）写出各界线上的平衡反应；

（2）写出P、E两个无变点的平衡反应；

（3）分析熔体1、2、3、4、5、6的冷却结晶路线。

4．某三元系相图如图2-46中所示，AmBn为二元不一致熔融化合物。试分析熔体1、2、3的冷却结晶过程。

5．图2-4

中南大学冶金原理题库 第一篇 冶金熔体 第一章 概述

1．什么是冶金熔体？它分为几种类型？

2．何为熔渣？简述冶炼渣和精炼渣的主要作用。

3．什么是富集渣？它与冶炼渣的根本区别在哪里？

4．试说明熔盐在冶金中的主要应用。

5．熔锍的主要成分是什么？

6．为什么熔盐电解是铝、镁、钠、锂等金属的惟一的或占主导地位的生产方法？

第二章 冶金熔体的相平衡

1．在三元系的浓度三角形中画出下列熔体的组成点，并说明其变化规律。

X：A 10%，B 70%，C 20%；

Y：A 10%，B 20%，C 70%；

Z：A 70%，B 20%，C 10%；

若将3kg X熔体与2kg Y熔体和5kg Z熔体混合，试依据杠杆规则用作图法和计算法求出混合后熔体的组成点。 2．试找出图2-44所示的三元系相图中的错误，说明原因并更正。

3．图2-45是生成了一个二元不一致熔融化合物的三元系相图

（1）写出各界线上的平衡反应；

（2）写出P、E两个无变点的平衡反应；

（3）分析熔体1、2、3、4、5、6的冷却结晶路线。

4．某三元系相图如图2-46中所示，AmBn为二元不一致熔融化合物。试分析熔体1、2、3的冷却结晶过程。

5．图2-4

钢铁冶金学炼钢部分

一、填空

1. 出钢的方法有挡渣出钢、钢渣混出。

2. 炼钢中五大危害元素有：S、P、O、H、N。

3. 转炉和平炉的不同点有：供氧源（转炉：鼓入空气；平炉：氧化铁）、热来源（转炉：

反应热；平炉：蓄热炉） 4. 钢与生铁的区别：首先是碳的含量，理论上一般把碳含量小于2.11%称之钢，它的熔点

在1450-1500℃，而生铁的熔点在1100-1200℃。在钢中碳元素和铁元素形成Fe3C固熔

体，随着碳含量的增加，其强度、硬度增加，而塑性和冲击韧性降低。

5. 炼钢的基本任务包括：（1）脱碳、脱磷、脱硫、脱氧 ； （2）去除有害气体和夹杂；

（3）.提高温度； （4）.调整成分

6. 完成炼钢任务的工艺手段：供氧，造渣，升温，加脱氧剂、合金化操作。 7. 钢中磷的含量高会引起钢的 “冷脆”，即从高温降到0℃以 下，钢的塑性和冲击韧性降低。

8. 硫对钢的性能会造成不良影响，钢中硫含量高，会使钢的热加工性能变坏，即造成钢的“热脆”性。

9. 硫还会明显降低钢的焊接性能，引起高温龟裂，并在焊缝中产生气孔和疏松，从而降低

焊缝的强度。硫含量超过0.06%时，会显著恶化钢的耐蚀性。硫还是连铸坯中偏析最为严重的元素。

10.

1、冶金的方法及其特点是什么？

提取冶金工艺方法：火法冶金、湿法冶金、电冶金、卤化冶金、羰基冶金等。

(1) 火法冶金：在高温下利用各种冶金炉从矿石或其它原料中进行金属提取的冶金工艺过程。操作单元包括：干燥、煅烧、焙烧(烧结)、熔炼、精炼。

(2) 湿法冶金：在水溶液中对矿石和精矿中的金属进行提取和回收的冶金过程。操作单元包括：浸取(出)、富

(3) 电冶金：利用电能提取金属的冶金过程，包括电热冶金和电化学冶金。

电热冶金：利用电能转变为热能进行金属冶炼，实质上属火法冶金。

电化学冶金：利用电化学反应使金属从含金属盐类的溶液或熔体中析出。如：

①水溶液电解：如Cu、Pb、Zn等。可列入湿法冶金。

②熔盐电解：如Al、Mg、Ca、Na等。可列入火法冶金。

钢铁冶金：火法、电热冶金

有色冶金：火法、湿法、电化学冶金。通常为“火法＋湿法”联合。集(净化和浓缩)、提取(金属或金属化合物)等

2、钢与生铁有何区别？

都是以铁为基底元素，并含少量C、Si、Mn、P、S——铁碳合金。

(1) 生铁：硬而脆，不能锻造。

用途：①炼钢生铁；

②铸造生铁，占10%。用于铸造零、部件，如电机外壳、机架等。

(2) 钢：有较好的综合机械性能，如机械强度高、韧性好、可加工成钢材和制品；能铸造、锻造和

焊接冶金学复习提纲

注：编者水平有限，如总结不全，可自行翻阅教材及课件，祝考试周顺利，新年快乐！

焊接冶金学考题类型

一、

二、

三、

四、

五、 焊接概念及术语解释5*2分=10分 选择20*1分=20分 判断20*1分=20分 简单题4*5分=20分 论述题3*10分

焊接复习课重点概括

1、 焊接概念题举例：焊接热循环的定义

2、 简答题举例：低碳调制钢的要点（焊材、工艺、焊接方法）

工艺：起弧板、收弧板？线能量控制？多层焊层间温度？焊前预热？焊前清理？

3、 论述题举例：奥式体不锈钢的要点及困难。要点见上题。困难有热裂纹倾向

大，结晶裂纹为最；晶间腐蚀

4、 熔池、熔滴的特点

5、 为什么要焊接保护？eg：熔渣保护

6、 熔合比的定义

7、 溶度过渡形式

8、 气体的种类及来源：C、H、O与金属作用，H（扩散氢、溶解氢、白点、氢

气孔、裂纹）

9、 熔池的大小等与焊接线能量有关

10、 焊接线能量的定义

11、 金属焊接性的定义？如何评价？eg：碳当量的定义

12、 可用焊接接头的硬度来代替检测是否淬硬

13、 熔渣分酸性和碱性，工艺上酸性好，但碱性的力学性能好

14、 如何工艺上评价熔渣

15、 气孔的分类及来源：H、N气孔

16、 裂纹的分类？出现在什么材料中？产生的原因？

17、 焊