冶金实验技术
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《冶金工程实验技术》实验指导书科学研究对各学科的发展起先导和推动作用。
技术科学成就的取得,必须通过科学实验。
科学理论不仅是以生产实践为基础,而且要依靠科学实验提供精确的数据,再经过分析总结、判断推理而形成;科学理论是否正确,仍需经过实践的检验。
但是,如何进行科学实验,如何作实验设计,如何科学地观察和分析实验结果,如何处理实验数据,如何撰写科研论文等等,对于科技人员来说,尤应重视。
解决好这些问题,对于得出正确的科学的研究结论,取得研究成果并应用于实践,具有重大的意义。
《冶金工程实验技术》是一门实践性极强的课程,其主要任务是结合实验室实践,使学生加深对基本分析方法和原理的理解,掌握基本的操作和技能,以及实验结果的数据处理方法,为今后解决生产与科学研究中的有关问题打下基础。
为了更好地达到预期的目的,我们提出以下要求:1、实验前做好预习。
不但要认真预习实验部分的具体内容,还应复习与实验有关的理论。
预习是做好实验的基础,通过预习要了解实验的目的、原理、步骤、计算方法和注意事项,并在此基础上拟出实验程序,这样实验时才能主动。
没有预习的学生不得进行实验,因为那样不会收到实验预期的效果。
2、实验时必须严格遵守有关操作规程,注意掌握正确的操作方法;实验进行要井井有条、认真细致,要保持桌面整洁,注意培养良好的实验习惯;对每一实验步骤都应积极思考其目的和作用,细心观察实验现象,注意理论联系实际,培养分析问题和解决问题的能力。
3、科学实验的原始记录是非常宝贵的资料,所以要注意学习做好实验记录。
实验记录应包括实验项目、实验日期、实验的主要步骤和条件、实验结果等项,一定要实事求是地当时记录清楚。
记录不但要自己看懂,也应让别人看懂。
实验数据不得任意涂改。
如果记错了,可以在原数字上划一直线,再将正确的数字清晰地写在其旁边。
记录本和篇页都应编号,不得随意撕去。
4、各实验对准确度或精度都有一定的要求,如达不到,要自觉地重做实验。
千万不要私自凑数据。
冶金材料分析技术与应用实验报告一、引言冶金材料分析是冶金学研究中的重要环节,通过分析材料的组织、成分和性质,可以提供科学依据和技术支持。
本实验旨在通过实际操作,掌握常用的冶金材料分析技术方法,并对不同材料进行分析和应用。
二、实验方法1. 金相显微镜观察法通过金相显微镜观察冶金材料的显微组织,了解材料的相组成、晶粒形态和晶界特征等。
实验中选取两种不同材料进行观察,并对实验材料进行抛光、腐蚀和染色处理。
2. 扫描电子显微镜(SEM)观察法使用扫描电子显微镜对冶金材料进行表面形貌和微观结构的观察。
通过电子束的扫描和信号的检测,可以获取高分辨率的材料表面图像,并得到详细的形貌和结构信息。
实验中,选取两种不同的材料进行SEM观察,并对其进行显微分析。
3. X射线衍射分析法利用X射线的衍射原理,通过测量X射线的入射角和衍射角,来推断材料的晶体结构和晶胞参数。
本实验中选取一种具有晶体结构的材料进行X射线衍射实验,并进行衍射谱的解析和分析。
4. 热分析方法热分析是通过热量变化监测样品的物理和化学性质的一种分析方法。
本实验中选取一种冶金材料进行差热分析(DSC)和热重分析(TGA),了解其热性能和热稳定性,以及热分解过程和特征。
三、实验结果与分析1. 金相显微镜观察通过金相显微镜观察材料的组织结构,我们发现样品A为均匀的晶粒结构,晶粒较大且呈规则形状;而样品B的晶粒较小且不规则,晶界交错,表明其晶粒生长不完全。
这些结构特征与冶金材料的处理工艺和成分有关。
2. 扫描电子显微镜观察通过SEM观察,我们发现样品A的表面光滑且无明显缺陷,晶粒呈均匀排列;而样品B的表面存在凹陷和微裂纹,并且晶粒较大。
这些表面结构差异可能对材料的性能和应用产生影响。
3. X射线衍射分析通过X射线衍射实验,我们获得了样品的衍射谱,并计算了晶胞参数。
结果显示,样品中的晶体结构为正交晶系,晶胞参数分别为a=3.5Å、b=4.2Å和c=5.6Å。
冶金物理化学实验研究方法一、引言冶金物理化学实验是冶金学科中非常重要的一部分,通过实验研究可以揭示材料的结构和性能之间的关系,为冶金过程的优化和材料的改性提供理论依据。
本文将介绍冶金物理化学实验的一般步骤和常用方法。
二、实验步骤1. 实验前准备实验前需准备好所需的实验设备和试剂,并进行检查和校准。
确保实验环境的干净整洁,以避免实验结果的干扰。
2. 样品制备根据实验的目的和要求,选择合适的材料,并进行样品的制备。
制备过程应严格按照标准操作程序进行,以确保样品的质量和一致性。
3. 实验参数的确定根据实验的目的,确定需要测量或观察的参数,并选择合适的实验方法和仪器进行测试。
不同的实验方法适用于不同的参数测量,例如X射线衍射用于晶体结构分析,热分析用于材料热性能的研究等。
4. 实验条件的控制在实验过程中,需要严格控制实验条件,包括温度、湿度、压力等。
这些条件的变化可能会对实验结果产生影响,因此需要保持稳定并记录下来,以便后续的数据分析和对比。
5. 实验数据的获取根据实验方法和仪器的要求,进行数据的获取和记录。
在记录过程中,要注意准确性和完整性,以避免数据丢失或错误。
6. 数据分析和结果验证将实验数据进行分析和处理,得出相应的结果。
对结果进行验证,可以通过对比不同实验条件下的数据,或与已有的文献结果进行对比。
7. 结果的解释和讨论根据实验结果,对实验现象进行解释和讨论。
可以结合已有的理论知识,分析实验结果的原因和机理。
8. 结论和展望根据实验结果和讨论,得出相应的结论,并对未来的研究方向进行展望。
提出进一步改进和深入研究的建议。
三、常用实验方法1. X射线衍射X射线衍射是一种常用的用于材料结构分析的方法。
通过测量材料对入射X射线的散射模式,可以得出材料的晶体结构、晶格常数和晶体缺陷等信息。
2. 热分析热分析是一种通过测量材料在不同温度下的质量变化或热量释放来研究材料热性能的方法。
常用的热分析方法包括差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TGA)和热膨胀分析法(TMA)等。
冶金物理化学研究方法冶金物理化学是一门应用自然科学原理和方法,研究金属及其化合物物相变化、热力学行为、动力学过程及其与环境相互作用的一门学科。
以下是冶金物理化学的主要研究方法:1.实验方法(1)热分析技术:通过观察热效应与时间、温度的关系,分析物质在加热或冷却过程中的物相转变和反应过程。
(2)X射线衍射技术:利用X射线衍射分析物质的晶体结构和物相组成。
(3)原子光谱技术:通过原子光谱分析物质中的元素组成。
(4)核磁共振技术:利用核磁共振技术分析分子结构和化学键信息。
(5)电子显微技术:通过电子显微镜观察材料的微观结构和形貌特征。
2.计算方法(1)量子化学计算:利用量子力学原理,计算物质的分子结构和化学键性质。
(2)热力学模型:建立热力学模型,描述物质的热力学性质和相平衡关系。
(3)动力学模拟:通过动力学模拟,研究物质反应动力学过程。
(4)蒙特卡洛方法:利用蒙特卡洛方法进行数值模拟和预测。
(5)有限元分析:通过有限元分析方法,对冶金过程中的物理化学现象进行数值模拟。
3.系统方法(1)系统科学:运用系统科学理论和方法,研究冶金过程中的整体性和复杂性。
(2)冶金过程模拟:通过冶金过程模拟,实现对冶金过程的优化和控制。
(3)数据挖掘与机器学习:利用数据挖掘和机器学习技术,对冶金过程进行预测和优化。
(4)过程控制与优化:通过过程控制与优化,提高冶金产品质量和降低能源消耗。
(5)绿色冶金:运用绿色冶金理念,实现冶金工业的可持续发展。
总之,冶金物理化学研究方法涵盖了实验方法、计算方法和系统方法等多个方面,这些方法在冶金工业中具有广泛的应用前景。
通过不断深入研究冶金物理化学现象和规律,可以推动冶金工业的发展和创新。
冶金技术实习报告1. 引言冶金技术实习是冶金工程专业学生的重要课程之一,通过实习对冶金工程的实际操作和冶金技术的应用进行深入学习和了解。
本文将介绍我在冶金技术实习中所学到的知识和经验。
2. 实习内容在冶金技术实习中,我主要参与了以下几个方面的活动:2.1 实验操作实验操作是冶金技术实习的重要部分。
我们进行了金属熔炼、铸造、热处理等实验操作,通过亲自动手操作,我深刻体会到了冶金技术的实际应用。
例如,在金属熔炼实验中,我学会了正确调整熔炼温度、控制炉内气氛,并且熟悉了常见的金属熔炼反应。
2.2 设备维护在实习过程中,我们还参与了设备维护工作。
冶金设备通常需要经常保养和维护,以确保其正常运行。
我学会了清洁设备、更换损坏零件以及进行简单的维修工作。
这一经验让我更加深入地理解了冶金设备的工作原理和结构。
2.3 数据分析实习过程中,我们进行了大量的数据记录和分析工作。
我们通过实验获得的数据,运用统计学和数学方法进行处理和分析,得出了有关冶金技术的实际结果。
这一过程让我进一步认识到了数据的重要性,并学会了如何合理分析和利用数据。
3. 学习收获通过冶金技术实习,我获得了许多宝贵的学习和实践经验。
首先,我深入了解了冶金技术的原理和应用。
通过实际操作,我对金属熔炼、铸造和热处理等冶金工艺有了更深刻的理解,加深了对冶金学科的兴趣。
其次,我学会了团队合作和沟通技巧。
在实习中,我们需要与同学一起合作完成任务,互相协作和交流。
通过与同学的合作,我学会了如何与人合作、分工合作,并在集体中发挥自己的优势。
最后,我提高了数据分析和实验操作技能。
通过实际的操作和数据统计,我掌握了冶金技术实验中常用的数据处理方法,并学会了合理分析和解释实验结果。
4. 总结通过这次冶金技术实习,我对冶金技术有了更深入的了解,提高了实验操作和数据分析的能力。
这次实习不仅让我学到了知识,还培养了我的动手能力和团队合作精神。
我相信这些经验和技能对我未来的学习和工作都将有很大的帮助。
一、实验目的1. 熟悉冶金基础实验的基本操作和原理;2. 掌握金属的熔化、凝固和金属结晶过程;3. 学习金属材料的性能测试方法;4. 培养实验操作技能和科学思维。
二、实验原理1. 金属的熔化:金属从固态转变为液态的过程称为熔化。
熔化过程需要吸收热量,当金属达到熔点时,热量被金属吸收,金属内部结构发生改变,从而实现熔化。
2. 金属的凝固:金属从液态转变为固态的过程称为凝固。
凝固过程需要释放热量,当金属冷却至凝固点时,热量被释放,金属内部结构逐渐恢复,从而实现凝固。
3. 金属结晶:金属凝固过程中,金属原子按照一定的规律排列形成晶体结构。
金属结晶过程分为晶核形成和晶核长大两个阶段。
4. 金属材料的性能测试:金属材料的性能测试主要包括硬度、强度、塑性、韧性等。
硬度测试常用的方法有布氏硬度、洛氏硬度等;强度测试常用的方法有拉伸试验、压缩试验等;塑性测试常用的方法有断面收缩率、延伸率等;韧性测试常用的方法有冲击试验等。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器:熔化炉、凝固炉、金属结晶箱、硬度计、拉伸试验机、冲击试验机、显微镜等。
2. 实验材料:纯铁、铜、铝等。
四、实验步骤1. 金属熔化实验(1)将金属样品放入熔化炉中,加热至熔点温度。
(2)观察金属熔化过程,记录熔化时间、熔化温度等数据。
2. 金属凝固实验(1)将熔化的金属倒入凝固炉中,缓慢冷却至室温。
(2)观察金属凝固过程,记录凝固时间、凝固温度等数据。
3. 金属结晶实验(1)将熔化的金属倒入金属结晶箱中,控制冷却速度,使金属结晶。
(2)观察金属结晶过程,记录结晶时间、结晶温度等数据。
4. 金属材料的性能测试(1)硬度测试:使用硬度计测试金属样品的硬度。
(2)拉伸试验:使用拉伸试验机测试金属样品的强度、塑性等性能。
(3)冲击试验:使用冲击试验机测试金属样品的韧性。
五、实验结果与分析1. 金属熔化实验结果:纯铁、铜、铝等金属在加热至熔点温度时,均能实现熔化。
熔化时间、熔化温度等数据符合理论值。
1.电阻炉加热原理、电热体分类当电流I通过具有电阻R的导体时,经过t时间便可产生热量Q:Q=0.24I2Rt,当电热体产生的热量与炉体散热达到平衡时,炉内即可达到恒温.电热体分为金属和非金属两类2.常用的金属和非金属电热体与它们的使用温度和气氛要求金属铬镍合金丝:1000以下,空气环境铁铬铝合金丝:1200以下,氧化气氛铂丝和铂铑丝:铂丝1400以下,铂铑1600,氧化气氛钼丝:1700,高纯氧、氨分解气或真空非金属硅碳电热体:1400以下,氧化气氛硅钼电热体:1700以下,氧化气氛石墨电热体:2200,真空或惰性气氛碳管炉,1800以下3.感应炉分类、电磁搅拌强度影响因素、电磁搅拌作用分类:工频感应炉、中频感应炉、高频感应炉、真空感应炉因素:F=KP/√f P:炉料吸收的功率f:电流频率K:常数作用有益:均匀钢液温度均匀钢液成分改善反应动力学条件有害:冲刷炉衬增加空气中氧对钢液的氧化将炉渣推向坩埚壁,使壁厚增加,降低了电效率4.常用的纯氧化物坩埚与其使用条件5.实验室常用炉衬材料、保温材料和结合剂保温材料:硅酸铝纤维、空心氧化铝球、轻质高铝砖、轻质粘土砖结合剂:水玻璃、磷酸盐、硫酸铝、卤水、软质粘土6.单铂铑和双铂铑热电偶的常用温度、单铂铑热电偶的温度校正单铂铑:长期1300,短期1600.双铂铑:长期1600,短期1800.7.怎样获得CO、去除Ar、CO、H2中各种杂质的方法铁矿石还原实验用CO气体的制造方法:将瓶装CO2通入管式电阻炉,炉内装有木炭,并加热到1150-1200,发生反应CO2+C=2CO,然后将CO进行净化,脱除残留的CO2和水,制得纯净的CO气体Ar、N2〔杂质:O2、CO2、H2O〕净化:先用装在管式电阻炉内的铜屑在600脱氧:4Cu+O2=2Cu2O再通过装在玻璃瓶内的KOH或碱石棉除CO2:CO2+2KOH=K2CO3+H2O最后再干燥脱水,脱水时可按照CaCl2—硅—P2O5的次序进行脱水如需脱除氩气中的杂质氮,可用600镁屑脱氮:N2+3Mg=Mg3N2CO〔杂质:CO2、N2〕净化CO2可用50%KOH溶液或碱石棉除去,然后再按照CaCl2—硅—P2O5的次序进行脱水H2〔杂质:O2、N2、水〕净化通过加热到400的铂〔或钯〕石棉或经过活化后的105催化剂,在催化作用下发生反应脱除O2:2H2+O2=2H2O,然后再经过硅胶,P2O5干燥脱水8.获得真空的方法、低真空和高真空的范围真空泵抽气、吸附、冷凝低真空度:103-10-1Pa 高真空度:10-1-10-6Pa 超高真空度:<10-6Pa9.真空泵分类与特点机械真空泵:能达到小于1Pa的低真空度油扩散泵:可达小于10-4Pa的高真空度水蒸气喷射泵:可达小于1Pa的低真空度,抽气量大,冶金工业常用10.偏光定义、偏光显微镜主要用来鉴定什么矿物11.物相分析主要方法与其在钢铁冶金中的应用12.反光显微镜鉴定矿物的方法13.偏光显微镜和反光显微镜鉴定矿物时,样品的制样方法有什么不同14.X光衍射和电子探针鉴定矿物的目的15.差热分析法的主要用途16.定量分析的步骤17.滴定分析适合测定什么含量的组分、滴定分析怎样确定滴定终点18.分光光度法主要应用于测定什么含量范围的组分、怎样做出分光光度法标准曲线19.化学分析与物相分析〔电子探针〕的组分定量分析结果有何不同20.测定化学成分的仪器分析法有哪几种?分别对所分析的样品制样有什么要求?21.钢中氮主要以什么形式存在?定氮方法、化学定氮原理22.钢中氢的存在形式、定氢方法、微压法定氢原理23.钢中氧主要以什么形式存在?定氧方法、红外线法定氧原理24.气相色谱法定义、此法测定钢中氢、氮、氧的原理和步骤25.化学分析所用的钢样和渣样分别如何制样26.固体电解质、常用氧化物固体电解质27.为什么要在ZrO2中掺杂CaO或MgO做固体电解质28.怎样确定固体电解质氧浓差电池的正负极29.参比电极与其常用材料30.用定氧探头进行钢液定氧时,为什么要同时测定钢液温度31.定氧探头测定结果是a[0]还是[O]%,二者区别?32.定氧探头测定结果与红外线法〔或气相色谱法〕定氧结果有何不同33.定氧探头在炼钢中的应用34.氧浓差电池能够测定哪些热力学参数35.做平衡实验时,怎样建立化学位?用什么混合气体、原理36.钢铁冶金中哪些反应是气—固反应、固—液反应、气—液反应?37.测定液—液反应平衡时,高温炉内为什么要求Ar气氛38.平衡分配比与其测定、测定平衡分配比对炼钢工艺有何作用?39.表观平衡常数与平衡常数有何不同?怎样通过实验测得平衡常数40.进行水模型实验时,怎样使模型与实型两系统达到相似41.测定熔池流场混匀时间常用哪些示踪剂?混匀时间与哪些因素有关?42.气—液模拟和液—液模拟水模型实验分别采用什么方法模拟43.测定熔池流场速度分布常用什么方法?熔池流场中有哪几个区?44.流场显示用什么方法?示踪剂?为什么用方形壳和片光源?45.进行液—液反应动力学研究时,怎样确定炉渣加入钢液?怎样确定初始反应时间?46.反应速度限制环节、怎样确定液—液反应的限制性环节47.研究耐火材料在渣中的溶解速度,采用什么方法?48.研究CO还原铁矿石的速度时,采用什么方法?49.为测定1600下CaO-MgO-SiO2-FeO-MnO-Nb2O5渣系中的aNb2O5,制定实验方案时,如何考虑以下问题〔1〕用什么高温炉〔2〕用什么坩埚〔3〕炉内用什么气氛〔4〕怎样确定平衡时间〔5〕实验中怎么取钢样和渣样〔6〕用什么原理测出aNb2O5〔7〕渣—钢反应平衡后,需分析哪些化学成分〔8〕怎样绘制Nb2O5的等活度曲线50.进行一项科研工作,一般的研究程序是?51.文献资料有哪几类?怎样查阅文献?52.进行钢铁冶金工艺研究,一般按那几个步骤进行?53.炉渣熔点的含义?怎样测定?54.粘度的定义和单位?测熔渣粘度常用方法?55.生石灰的活性度怎样表示?56.测量连铸坯表面温度的目的?怎样测量?57.测量连铸坯凝固末端的目的?怎样测量?58.检测连铸坯表面缺陷的方法59.连铸坯的硫印实验可检测出连铸坯的哪些内部缺陷?60.连铸坯酸浸低倍实验可检测出连铸坯哪些凝固组织和内部缺陷?61.XPS分析的基本原理与其特点62.高温激光扫描共焦显微镜的优点?能观察哪些冶金过程63.Gleeble高温拉伸试验如何测定钢的高温热塑性64.Gleeble高温压缩试验通常包括哪些实验?65.如何利用Gleeble模拟机测定钢的CCT曲线图?。
1电阻炉加热原理是什么?电阻炉是将电能转换成热能的装置。
当电流I通过具有电阻R的导体时,经过t时间便可产生热量Q=I2Rt 当电热体产生的热量与炉体散热达到平衡时,炉即可达到恒温。
2常用的金属和非金属电热体有哪几种?它们的使用温度和气氛要求如何?1)金属电热体①铬镍合金丝-可在1000℃以下的空气环境条件下长期使用。
②铁铬铝合金丝-使用温度在1200℃以下,可以在氧化气氛下(空气)使用。
③铂丝和铂铑丝-铂丝使用温度1400℃以下铂铑则可用到1600℃。
能在氧化气氛中使用。
④钼丝-Mo的熔点高,长期使用温度可达1700℃,但Mo在高温氧化气氛中可生成氧化钼升华,因而仅能在高纯氢、氨分解气或真空中使用。
(2) 非金属电热体①硅碳电热体-SiC电热元件在氧化气氛下能在1400℃以下长期工作,②硅钼电热体MoSi2电热元件一般做成IU型这种电热体可在氧化气氛中1700℃以下使用③石墨电热体石墨电热体在真空或惰性气氛中使用温度可达2200℃,一般在1800℃以下使用。
石墨耐急冷急热,配用低电压大电流电源,能快速升温。
但石墨在高温下容易氧化,需在保护气氛(Ar、N2)中使用。
3感应炉有哪几类?电磁搅拌强度与什么因素有关?电磁搅拌有哪些有益和有害作用?有益作用有:①均匀钢液温度;②均匀钢液成份;③改善反应动力学条件。
有害作用有:①冲刷炉衬,加剧炉衬侵蚀;②增加空气中氧对钢液的氧化;③将炉渣推向坩埚壁,使壁厚增加,降低了电效率。
使钢液产生电磁搅拌的电磁力大小可由下式计算:F =K·P/P-炉料吸收的功率,Wf -感应电流频率,HzK-常数电磁搅拌的强弱与电流频率的平方根成反比。
感应炉:(1)工频感应炉(2)中频感应炉(3) 高频感应炉(4)真空感应炉4常用的纯氧化物坩埚有哪几种?它们在什么条件下使用?(1) Al2O3:为中性氧化物,高温烧成的熔融纯Al2O3称为刚玉,在高温实验中被广泛使用。
用途:坩埚,炉管,热电偶保护管、套管、垫片等(2) MgO:为碱性氧化物,常用来做坩埚,可盛钢/铁液、金属熔体和炉渣。
一、实验目的1. 熟悉冶金工程材料性能测试的基本原理和方法。
2. 掌握金属材料的力学性能、物理性能和化学性能测试方法。
3. 培养实验操作技能,提高分析问题、解决问题的能力。
二、实验原理冶金工程材料性能测试是研究材料性能的重要手段,主要包括以下三个方面:1. 力学性能测试:包括拉伸、压缩、弯曲、冲击等试验,用于测定材料的强度、塑性、韧性等力学性能。
2. 物理性能测试:包括密度、硬度、导电性、导热性等试验,用于测定材料的物理特性。
3. 化学性能测试:包括耐腐蚀性、抗氧化性、耐磨性等试验,用于测定材料在特定环境下的化学稳定性。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器:万能材料试验机、硬度计、密度计、冲击试验机、导电性测试仪、导热性测试仪等。
2. 实验材料:金属棒材、金属板材、金属粉末等。
四、实验步骤1. 力学性能测试(1)将金属棒材、金属板材加工成标准试样;(2)按照试验规程进行拉伸、压缩、弯曲、冲击等试验;(3)记录试验数据,分析材料的力学性能。
2. 物理性能测试(1)使用密度计测定材料的密度;(2)使用硬度计测定材料的硬度;(3)使用导电性测试仪测定材料的导电性;(4)使用导热性测试仪测定材料的导热性;(5)记录试验数据,分析材料的物理特性。
3. 化学性能测试(1)将金属试样放置在特定环境中,进行耐腐蚀性、抗氧化性、耐磨性等试验;(2)观察试样表面变化,记录试验数据;(3)分析材料的化学稳定性。
五、实验结果与分析1. 力学性能测试结果:通过拉伸、压缩、弯曲、冲击等试验,得出材料的强度、塑性、韧性等力学性能指标,与理论值进行对比,分析材料性能的优劣。
2. 物理性能测试结果:通过密度、硬度、导电性、导热性等试验,得出材料的物理特性指标,分析材料在不同应用领域的适用性。
3. 化学性能测试结果:通过耐腐蚀性、抗氧化性、耐磨性等试验,得出材料在特定环境下的化学稳定性,为材料选择提供依据。
六、实验结论通过本次实验,掌握了冶金工程材料性能测试的基本原理和方法,提高了实验操作技能。
冶金实验报告
《冶金实验报告》
实验目的:通过实验探究冶金工艺在金属材料加工中的应用及影响因素。
实验材料:铁矿石、炼铁炉、高炉、炼钢炉、金属合金等。
实验步骤:
1. 铁矿石熔炼:将铁矿石放入炼铁炉中,加热至高温,使铁矿石中的铁分离出来,形成铁水。
2. 高炉冶炼:将铁水加入高炉中,与焦炭一起进行冶炼,去除杂质,得到精炼的生铁。
3. 炼钢过程:将生铁放入炼钢炉中,通过加入合适的合金元素和控制温度、压力等参数,进行炼钢,得到合金钢材。
实验结果:
1. 通过炼铁炉和高炉的冶炼过程,铁矿石中的铁得到了提纯,去除了杂质,得到了精炼的生铁。
2. 在炼钢过程中,通过控制合金元素的加入和温度的调节,得到了不同种类的合金钢材,满足了不同工业领域的需求。
实验结论:冶金工艺在金属材料加工中起着至关重要的作用,通过控制冶炼过程中的参数和材料的选择,可以得到不同性能和用途的金属材料,满足了工业生产的需求。
实验中还发现了一些影响因素,例如温度、压力、材料成分等,这些因素对冶金工艺的影响需要进一步研究和探索。
通过这些实验,我们对冶金工艺有了更深入的了解,为今后的冶金工艺改进和优化提供了重要的参考。
冶金工程中的冶金过程与材料制备实验总结在冶金工程中,冶金过程和材料制备实验是非常重要的环节。
通过实验的方式,研究人员能够深入了解冶金过程的原理和材料制备的方法,从而提高材料的性能和质量。
本文将对冶金过程与材料制备实验进行总结,以期为冶金工程的学习和研究提供一定的参考和指导。
一、冶金过程的实验总结冶金过程实验是通过模拟和重现真实的冶金工艺过程,来研究和探索冶金工程中的各种现象与规律。
下面我们将从熔炼、热处理和表面处理三个方面对冶金过程实验进行总结。
1. 熔炼实验熔炼是冶金工程中最基本的过程之一,通过将原料加热至一定温度,使其熔化并进行物质分离和提纯。
在熔炼实验中,我通过设计和搭建实验装置,模拟真实的熔炼工艺。
在实验过程中,我精确控制温度和压力等参数,并不断记录和观察实验现象,以便分析和研究熔炼过程中的变化和规律。
2. 热处理实验热处理是改变材料组织和性能的一种方法,常用于提高材料的强度和硬度等方面。
在热处理实验中,我选择了不同的材料和热处理工艺,通过加热和冷却的处理,改变材料的晶体结构和相变行为。
通过对实验样品进行金相观察和硬度测试等分析手段,我得出了一些结论和规律,为热处理工艺的优化提供了一定的理论依据。
3. 表面处理实验表面处理是为了改善材料表面性能,如耐磨性、耐腐蚀性和附着性等。
在表面处理实验中,我探索了不同的表面处理方法,如镀层、阳极氧化和喷涂等技术。
通过实验,我评估了不同表面处理方法对材料性能的影响,并对其适用范围和操作要求进行了总结和分析。
二、材料制备实验的总结材料制备实验是为了合成、制备和优化各种材料,以满足特定的需求和要求。
下面我们将从金属材料、陶瓷材料和复合材料三个方面对材料制备实验进行总结。
1. 金属材料制备实验在金属材料制备实验中,我主要关注了金属合金的合成和材料的改性等方面。
通过选择不同的原料和配比,并运用溶解、混合、调整温度等工艺方法,我成功合成了多种金属合金,并通过测试和分析了合金的物理和化学性能。
冶金实验研究报告冶金实验研究报告一、实验目的本实验旨在研究不同冶金工艺对金属材料性质的影响,具体包括材料的硬度、强度、韧性等。
二、实验原理及流程1.实验原理不同的冶金工艺会改变金属材料内部的晶体结构和形态,从而对材料的力学性能产生影响。
常见的冶金工艺包括热处理、冷加工、淬火、退火等。
2.实验流程(1)制备试样:根据实验要求,制备不同冶金工艺下的金属试样。
(2)测量硬度:采用硬度计,分别对各个试样进行硬度测试。
(3)拉伸试验:将试样放入拉伸机中,进行拉伸试验,记录试样的力学性能数据。
(4)金相分析:将试样进行切割、打磨、腐蚀等处理,观察其金相显微组织。
三、实验结果及分析经过实验测试,得到了不同冶金工艺下的金属材料的硬度、强度、韧性等数据。
通过数据对比分析,得出以下结论:1.热处理工艺对提高材料的力学性能有明显的促进作用,热处理后材料的硬度和强度均提高。
2.冷加工会使材料硬度大幅度提高,但强度和韧性却相对较差。
3.淬火工艺可显著提高材料的硬度和强度,但韧性却有所下降。
4.退火处理能够改善材料的韧性,但硬度和强度会有所降低。
四、实验结论通过以上实验结果分析,可以得出以下结论:1.在选择冶金工艺时,需要综合考虑材料的硬度、强度和韧性等性能需求,以及经济成本、生产效率等因素。
2.针对不同的使用环境和需求,可以采用不同的冶金工艺进行加工,以获得最合适的金属材料性能。
五、实验总结本次冶金实验通过对材料的硬度、强度、韧性等性能指标的测量,研究了不同冶金工艺对金属材料性质的影响。
通过得到的实验数据和分析结果,我们深入了解了不同工艺对材料性能的影响规律,为合理选择冶金工艺提供了理论依据。
同时,实验中还发现了一些需要进一步研究和改进的问题,如退火处理对硬度和强度的影响,以及淬火工艺对韧性的影响等。
通过进一步的实验研究和改进工艺,我们将不断提高金属材料的力学性能,推动冶金工艺的发展与创新。
冶金实习知识点总结一、冶金实习概述冶金实习是冶金专业学生通过实际操作和实际工作,在工作场所锻炼和提高自己的专业技能和实践能力的一种实践性教学环节,也是学生全面了解冶金行业实际工作环境和工作流程的重要途径。
冶金实习主要包括铁矿选矿、炼铁、炼钢、铸造、金属材料加工等各个领域的实践操作和技术学习。
二、冶金实习知识点1. 铁矿选矿铁矿选矿是冶金工业中最基础、最重要的环节之一。
在实习中,学生需要了解和掌握铁矿石的种类和性质、矿石的选矿流程、各种选矿设备的使用和维护等知识。
同时,学生需要通过实际操作,掌握矿石的分选、破碎、磨矿等基本操作技能。
2. 炼铁炼铁是将铁矿石还原成铁的过程,也是冶金工业中的核心环节之一。
在炼铁实习中,学生需要了解和掌握高炉、炼铁炉的结构和工作原理、炼铁原料的配料和预处理、高炉操作参数的调节和控制等课程内容。
同时,学生需要通过实际操作,掌握高炉的点火、给料、出铁、排渣等操作技能。
3. 炼钢炼钢是将铁水转变为钢的过程,是冶金工业中至关重要的环节之一。
在炼钢实习中,学生需要了解和掌握转炉、电炉、氧气顶吹转炉等炼钢设备的结构原理和工作过程、炼钢原料的配料和预处理、炼钢炉操作参数的调节和控制等相关知识。
同时,学生需要通过实际操作,掌握炼钢设备的操作技能。
4. 铸造铸造是利用金属熔化后,通过铸型冷却凝固成型金属制品的工艺。
在铸造实习中,学生需要了解和掌握铸造材料的性质和选用、铸造工艺的基本原理和流程、铸造设备的结构和使用、铸造缺陷的处理方法等相关知识。
同时,学生需要通过实际操作,掌握铸造材料的浇注、成型、冷却等操作技能。
5. 金属材料加工金属材料加工是将金属材料进行切削、焊接、锻造、热处理等工艺,加工成各种零部件的过程。
在金属材料加工实习中,学生需要了解和掌握金属材料的性质和加工工艺、各种金属加工设备的使用和维护、金属加工工艺的适用范围和特点等课程内容。
同时,学生需要通过实际操作,掌握金属材料的切削、焊接、锻造、热处理等加工工艺的操作技能。
1.冶金试验研究工作的内容、分类、步骤?分类及内容:冶金试验研究工作大体分为基础理论研究和应用研究两个方面。
基础理论研究的主要内容是热力学及动力学两个方面(近年来,还进行着传输理论的研究)。
应用研究包括使用新工艺、新方法、新设备、改革现有的工艺流程、改进现有生产设备、强化生产过程、提高产品质量、综合利用原料以及保护环境等诸多方面。
基础理论和应用研究两者之间是相互渗透,相辅相成的。
步骤:1调查研究、查阅文献资料、选定研究课题2制定试验方案和试验计划3试验的准备4试验实施试验5进行数据分析和补充试验6编写试验报告或者论文2.感应炉的工作原理和电磁搅拌的作用?工作原理:当感应圈接通交流电源时,电流I1在感应线圈中间产生交变磁场Φ,交变磁场切割坩埚中的金属炉料,在炉料中产生感应电势区,由于金属炉料本身形成一闭合回路,所以在炉料中同时产生感应电流(I2),感应电流(I2)通过炉料时产生电阻热Q且Q=I22RT感应电动势E=4.44Φ.f.n 电磁搅拌的作用:有益作用:1均匀成分2均匀温度3改善反应动力学条件有害作用:1冲刷炉衬2增加空气中氧对钢液氧化3将炉渣推向坩埚壁,使壁厚增加,降低了电效率3.电阻炉设计考虑的因素?1炉子欲达到的最大温度范围(T↑,P↑)2加热过程是否通气(通气,P↑)3炉子本身的热损失大小—保温材料(热损,P↑) 4试样进出是否频繁(频繁,P↑)4.电热元件分类和特点?分类:按照材质分为金属和非金属。
金属型有镍铬合金、铁铬铝合金、钼、钨;非金属类有硅碳系、硅钼系、碳系三种。
特点:金属:镍铬合金(适用于低温炉,<1000℃的空气环境中使用,经高温加热后脆化不严重,具有抗氮能力);铁铬铝合金(适用于中温炉,最高使用温度1200℃,有低温脆性);钼(仅能应用在高纯氢、氨分解气、无水酒精蒸汽及真空中,允许温度达到800℃);钨(多用于微型炉,使用温度为1300-1400℃)。
非金属:硅碳系(断后不能使用),硅钼系(可用温度1700℃,常温下性硬而脆,在400-700℃“粉化”,低温氧化);碳系(使用温度可达2000℃,抗氧化性差,真空或者中性气氛保护下使用)5.热电偶的工作原理?在一个由不同金属导体A和B组成的闭合回路中,当此回路中的两个接点保持在不同的温度t1和t2时,只要两接点在温度差回路中就会产生电流,即回路中存在一电动势称为“塞贝克温差电动势”,简称“热电势”,记做EABA At1 1 2 t2B6.光学显微镜观测方法有哪些?按其功能分为岩相显微镜(可观察透视矿)及矿(金)相显微镜两种。
第1篇一、实验目的1. 了解冶金实验的基本原理和方法。
2. 掌握金属熔炼、提纯和合金制备的基本技能。
3. 分析实验结果,提高实验数据分析能力。
二、实验原理(在此处简要介绍实验涉及的冶金原理,如金属熔炼、提纯、合金制备等。
)三、实验材料与设备1. 实验材料:金属原料、助熔剂、合金元素等。
2. 实验设备:熔炼炉、提纯装置、合金熔炼装置、分析仪器等。
四、实验步骤1. 金属熔炼- 将金属原料放入熔炼炉中。
- 加热至熔点,加入助熔剂。
- 控制温度和时间,使金属熔化。
2. 提纯- 将熔融金属倒入提纯装置中。
- 通过化学反应或物理方法去除杂质。
- 获得纯净金属。
3. 合金制备- 将纯净金属与其他合金元素混合。
- 在合金熔炼装置中加热熔化。
- 控制温度和时间,形成合金。
五、实验数据记录1. 金属原料的成分及含量。
2. 熔炼炉的温度和时间。
3. 提纯装置的化学反应或物理参数。
4. 合金熔炼装置的温度和时间。
5. 合金成分及含量。
六、实验结果与分析1. 金属熔炼- 记录熔炼过程中金属的熔化情况。
- 分析熔炼过程中可能出现的异常现象及原因。
2. 提纯- 分析提纯过程中化学反应或物理参数的变化。
- 评估提纯效果,计算去除杂质的百分比。
3. 合金制备- 记录合金熔炼过程中的温度和时间。
- 分析合金成分及含量,评估合金性能。
七、实验结论1. 总结实验过程中发现的问题及解决方法。
2. 总结实验结果,评估实验的成功与否。
3. 提出改进实验方法和设备建议。
八、实验反思1. 反思实验过程中存在的不足,如操作不规范、数据分析不准确等。
2. 提出改进实验操作的措施。
3. 总结实验经验,为今后类似实验提供参考。
九、参考文献(列出实验过程中参考的文献资料。
)十、附录1. 实验数据表格。
2. 实验照片或图表。
3. 实验设备清单。
请注意:以上仅为冶金实验报告模板范文,具体内容需根据实际实验情况进行调整。
实验报告应包括实验目的、原理、材料、设备、步骤、数据记录、结果与分析、结论、反思、参考文献和附录等内容,以确保报告的完整性和准确性。
冶金行业实验报告一、实验目的本实验旨在通过实际操作,探究冶金行业中普遍应用的一些常见实验,了解冶金行业的基本原理和实验操作。
二、实验器材和材料1. 熔融试验炉2. 熔融试验温度计3. 石英坩埚4. 金属样品5. 冷却设备(冷水或空气)三、实验步骤1. 将试验炉预热至设定温度。
2. 准备金属样品和石英坩埚。
确保坩埚干净无杂质。
3. 将金属样品放入石英坩埚中,注意平均布置。
4. 将装有金属样品的石英坩埚放入试验炉中,加热至设定温度。
5. 在试验过程中,注意观察金属样品在高温下的变化。
可以使用熔融试验温度计对温度进行实时监控。
6. 实验结束后,关闭试验炉,待温度降至安全范围后,可取出金属样品。
7. 将金属样品置于冷却设备中进行快速冷却,观察冷却后的金属结构和性质。
四、实验结果及分析在加热过程中,金属样品会经历不同的温度阶段,从室温逐渐升温到熔点。
观察到金属样品表面开始发生颜色或形态变化时,可以确定其熔点大致范围。
随着温度的进一步升高,金属样品会出现熔融现象,转变为液态。
此时,可以根据熔融温度来判断金属的熔点。
在冷却过程中,金属样品会从液态转变为固态。
快速冷却可以使金属的晶体结构变得细小,从而提高金属的强度和硬度。
观察到冷却后的金属结构,可以通过显微镜等设备进一步研究金属的晶粒结构以及可能存在的缺陷。
五、实验总结通过本次实验,我们掌握了冶金行业中常用的一些实验方法和技巧,深入了解了金属材料在高温下的行为和冷却对金属性质的影响。
在实验过程中,需要注意熔融试验炉和坩埚的安全操作,并根据不同金属材料的特性灵活调整实验参数。
实验结果的准确性和可靠性也需要多次实验和对比分析。
冶金行业是一个涉及广泛的领域,通过不断的实验和研究,我们可以深入了解金属材料的特性和性能,为冶金行业的发展和应用提供有力的支持。
冶金创新实验及实训操作冶金创新实验是提高科研工作效率和质量的有效途径。
科学家和工程师在实验室中进行各种实验,通过对金属性质、反应机制和加工工艺等方面的研究,积累了大量的实验数据和经验。
这些实验数据和经验为冶金领域的创新研究提供了重要的参考依据。
实验结果可以验证理论模型的准确性,也可以发现新的现象和规律,从而推动冶金学科的发展。
实训操作是培养冶金工程师技能和创新能力的重要途径。
通过实际操作金属材料和设备,学生和工程师可以更深入地了解冶金工艺和操作规程。
他们可以通过实训操作,掌握金属材料的性能和加工过程,提高自己的技能水平。
实际操作还可以培养学生的观察力、分析能力和解决问题的能力,使他们能够在实际工作中面对各种复杂情况并做出正确的决策。
冶金创新实验和实训操作还可以促进学术界和工业界的合作与交流。
在实验室中,学术界的研究人员可以与工业界的工程师共同进行实验和研究,相互交流和分享经验。
学术界的理论研究可以为工业界的实际生产提供指导,而工业界的实践经验又可以为学术界的研究提供实证数据。
这种学术界和工业界的合作与交流有助于加快科技创新的步伐,推动冶金工程技术的进步。
冶金创新实验和实训操作还可以培养学生的创新思维和团队合作精神。
在实验和实训过程中,学生需要思考和解决各种问题,提出新的想法和方法。
他们还需要与同学和老师进行合作,共同完成实验和项目。
这样的培养有助于激发学生的创新潜力和团队合作能力,为他们未来的科研和工作奠定坚实基础。
冶金创新实验及实训操作在冶金领域中具有重要的地位和作用。
它们不仅可以提高科研工作效率和质量,培养学生的技能和创新能力,促进学术界和工业界的合作与交流,还可以培养学生的创新思维和团队合作精神。
因此,在冶金学科的研究和教育中,应该重视冶金创新实验及实训操作的开展,为冶金技术的发展和人才培养做出贡献。
1.冶金试验研究工作的内容、分类、步骤? 分类及内容:冶金试验研究工作大体分为基础理论研究和应用研究两个方面。
基础理论研究的主要内容是热力学及动力学两个方面(近年来,还进行着传输理论的研究)。
应用研究包括使用新工艺、新方法、新设备、改革现有的工艺流程、改进现有生产设备、强化生产过程、提高产品质量、综合利用原料以及保护环境等诸多方面。
基础理论和应用研究两者之间是相互渗透,相辅相成的。
步骤:1调查研究、查阅文献资料、选定研究课题2制定试验方案和试验计划3试验的准备4试验实施试验5进行数据分析和补充试验6编写试验报告或者论文
2.感应炉的工作原理和电磁搅拌的作用?工作原理:当感应圈接通交流电源时,电流I 1在感应线圈中间产生交变磁场Φ,交变磁场切割坩埚中的金属炉料,在炉料中产生感应电势区,由于金属炉料本身形成一闭合回路,所以在炉料中同时产生感应电流(I 2),感应电流(I 2)
通过炉料时产生电阻热Q 且Q=I 22RT 感应电动势E=4.44Φ.f.n 电磁搅拌的作用:有益作用:
1均匀成分2均匀温度3改善反应动力学条件 有害作用:1冲刷炉衬2增加空气中氧对钢液氧化3将炉渣推向坩埚壁,使壁厚增加,降低了电效率
3.电阻炉设计考虑的因素?1炉子欲达到的最大温度范围(T ↑,P ↑)2加热过程是否通气(通气,P ↑)3炉子本身的热损失大小—保温材料(热损,P ↑) 4试样进出是否频繁(频繁,P ↑)
4.电热元件分类和特点?分类:按照材质分为金属和非金属。
金属型有镍铬合金、铁铬铝合金、钼、钨;非金属类有硅碳系、硅钼系、碳系三种。
特点:金属:镍铬合金(适用于低温炉,<1000℃的空气环境中使用,经高温加热后脆化不严重,具有抗氮能力);铁铬铝合金(适用于中温炉,最高使用温度1200℃,有低温脆性);钼(仅能应用在高纯氢、氨分解气、无水酒精蒸汽及真空中,允许温度达到800℃);钨(多用于微型炉,使用温度为1300-1400℃)。
非金属:硅碳系(断后不能使用),硅钼系(可用温度1700℃,常温下性硬而脆,在400-700℃“粉化”,低温氧化);碳系(使用温度可达2000℃,抗氧化性差,真空或者中性气氛保护下使用)
5.热电偶的工作原理?在一个由不同金属导体A 和B 组成的闭合回路中,当此回路中的两个接点保持在不同的温度t 1和t 2时,只要两接点在温度差回路中就会产生电流,即回路中存在一电动势称为“塞贝克温差电动势”,简称“热电势”,记做EAB
A A t 1 1 2 t 2
B
6.光学显微镜观测方法有哪些? 按其功能分为岩相显微镜(可观察透视矿)及矿(金)相显微镜两种。
A 岩相显微镜带有偏光镜故又叫偏光显微镜,其鉴定矿物的方法有:a 单偏光下观察 b 正交偏光下观察 c 锥光镜下观察 。
B 矿(金)相显微镜用来鉴定不透明矿物,其鉴定方法有:a 明视场下观察 b 暗视场下观察 c 偏光下观察 d 光片的浸蚀鉴定
7实验室常用容器的种类?实验室常用的坩埚:1熔融氧化铝再结晶的刚玉制品2石英制品3氧化镁制品4氧化钙制品5二氧化锆制品6石墨(碳)质耐火材料7高熔点金属材料8金属陶瓷9绝热材料。
气体用储气瓶
8冶金物相分析法的种类、任务? 种类:光学显微镜鉴定方法 、X 射线衍射分析、扫描电子显微镜分析、电子探针微区分析 任务:鉴定和分析金属、熔渣及耐火材料中各种相的形态、结构和组成 a 钢铁冶金实验研究:鉴定钢种夹杂物,研究钢的性能和质量 b 炼钢工艺研究:了解炉渣的物相组成,以便控制炉渣的成分和造渣过程 c 炼铁时所用烧结矿、球团矿、高炉渣、矿物组成的组分 d 冶金反应平衡研究:确定平衡渣相物质组成 e 冶金过程当中使用的耐火材料:显微组织和损毁机理的研究
A 、
B 为热电极,接点一 焊接 工作端(热端) 接点二 恒温 自由端(冷端)
9湿法冶金工艺过程是什么?浸出—液固分离—溶液净化—溶液中金属提取—废水处理1浸出,酸碱盐做浸出剂或高压釜浸出2液固分离,包括沉降分离和过滤分离3溶液净化,有结晶,蒸馏,沉淀,置换,溶液萃取,离子交换,电渗析,膜分离4溶液中提取金属,包括电解法,化学法,电化学冶金,微生物冶金
10钢中气体夹杂分析研究方法?A钢中氮的测定:a化学分析法(容量法、比色法),真空熔融法,气相分析法B钢中氢的测定:气相色谱法、真空加热微压法C钢中氧的测定:溶解氧用固体电解质定氧探头,化合氧:脉冲加热红外线法、光谱法、气相色谱法D钢中非金属夹杂物的测定:金相法,电子显微,电解法。
其中脉冲加热气相色谱法可以测定钢中NHO
11.连铸坯质量研究的检测方法?表面质量:1光学检测法2涡流检测法3着色探伤法4磁粉探伤5目视检查。
内部质量:1铸坯硫印检验2铸坯的超声波探伤3射线探伤(包括普通照相法,荧光屏观察法,电视观察法)
12.压力的获得方法及配套的设备组成?1借助外力以及流体运动时产生的能量来造成压力,设备有压缩机,泵,倍加器,喷射泵2变化物质的聚集状态变化引起的压力,设备密闭容器3将预先冷却的物质加热,获得超高压,即A将物质体积不变的条件下加热溶解B将冻结时体积变大的液体装满密闭容器,温度降至凝固点时,因器壁限制其体积增大而获得压力,设备有铍青铜容器4进行体积膨胀的化学变化造成压力,设备高压釜
13.特殊用途试样的取样与制样?取样工具有:1转炉副枪,探头和取样杯完成测温、取样、定碳和取样2转炉真空取样器,石英制品3耐火取样杯(MgO,实刚玉)在转炉副枪上使用4耐火不锈钢管加储气球胆(或加抽气泵)。
制样:1检验钢中金属夹杂的试样制样。
根据分析仪器不同,进行试样切取和打磨2钢中气体分析用试样的制样:A钢中N、O试样:(a 化学分析法试样为屑状,将取样经钻床钻取钢屑,磨细,缩分b真空熔融法或气相色谱仪试样,砂纸清除试样表面氧化物,再切断,调制加工)B测定钢中H的试样:将采样车出Ф6x5,要冲水冷却,砂纸打磨,再用苯或四氯化碳清晰表面并吹干。
3观察钢和渣固相组织,结构用的钢样和渣4供冶炼情况分析的炉气样,
14.仪器分析法种类和基本原理?1分光光度法,原理:溶液中分子对光的选择吸收;2X光荧光光谱法,原理:原子受X射线照射而发射出荧光X射线光谱3原子吸收分光光度法,原理:原子蒸汽对同种元素发射的特性光谱线的选择性吸收4发射光谱分析,原理:原子受热能或电能激发而发射出特征谱线。