冶金原理试卷与答案

级《冶金原理》试题B卷答案一解释下列名词（共10分，每题5分）①理想溶液：在一定温度下，溶液中所有组元都服从拉乌尔定律，称为理想溶液。②二元碱度：渣中的碱性氧化物 CaO含量与酸性氧化物SiO2含量之比为炉渣的二元碱度。二简答题（共35分）①（6分）写出脱氧化脱磷反应的分子反应式及离子反应式，分析有利于脱磷反应进行的热力学条件。2[P]5（FeO）4（CaO）（4CaOP2O5）5[Fe]2[P]5（Fe2）8（O2）2（PO43）5[Fe]有利条件：中温，高碱度，高氧化亚铁。②（6分）什么是金属热还原常用的金属热还原方法有哪些写出反应通式。利用和氧亲和力强的金属去还原和氧亲和力弱的金属的氧化物，制取不含碳的纯金属或合金的方法,称为金属热还原。常用的金属热还原法有：硅热法、铝热法。反应通式为：1 1—Mx1 1—MxOy-Aly 31 xAI2O3—M\o"CurrentDocument"3 y2 2x—MxOySi—M SiO2y y③（6分）写出扩散系数与温度的关系式，说明其中每个符号的意义，讨论活化能的大小对扩散系数随温度变化的影响关系。温度对于扩散系数影响的关系式就是阿累尼乌斯关系式，即： ）EDAeRT式中：D式中：D扩散系数；Ed扩散活化能；当频率因子一定的条件下， ED愈大，则由于：lnDlnAED 所以：RTdlnD/击ED越大， 值越大，当温度升局时，dT温度升高时，D随温度升高而增大得少。A频率因子；T温度；R理想气体常数。D愈小，反之Ed愈小，则D愈大。dlnDEDdT RT2D随温度升高而增大得多； ED越小，更nD值越小,dT④（7分）H2还原FeO的过程包括哪几个环节限制性环节一般是什么包括五个环节：H2的外扩散，H2的内扩散，界面化学反应， HO的内扩散，H2O的外扩散。限制性环节一般是：H2的内扩散和界面化学反应。⑤（6分）什么是反应度对于球形反应物，推导反应度 R与半径r的关系（初始半径为r。）；对于立方体反应物，推导反应度R与边长a的关系（初始边长为a。）。已反应了的物质重量占原始重量的百分数，称为反应度，一般用R表示。

W0 WWo设密度为。对于球形反应物:4 3Wo —r。3;W31/3r r1/3r r。(1 R)对于立方体反应物:Wo a3;Wa33 3a a0(1R)1/3a a0(1R)1/33a。⑥（4分）冰铜、铅冰铜、馍冰铜、钻冰铜的主要成分是什么冰铜的主体为CuaS,其余为FeS及其它MeS铅冰铜主体为PbS,还含有CsS、FeS及其它Me§馍冰铜（冰馍）为Ni3s2.FeS；钻冰铜为CoS.FeS等。三作图题（共18分）下图是具有一个不稳定二元化合物的三元系相图，回答下列问题:①（6分）P点是什么点写出P点发生的反应。E点是什么点写出E点发生的反应。②（6分）分析图中m点在温度降低过程中液相及固相的变化，并在图中标出结晶路线。③（6分）分析图中O点在温度降低过程中液相及固相的变化，并在图中标出结晶路线。①P①P点是包晶点,LPACDE点是共晶点,LE点是共晶点,LEBCD②对于m点十功液相变化:液相变化:c…OiO2LACPLPACDO四计算题（共37十功液相变化:液相变化:c…OiO2LACPLPACDO四计算题（共37分）1（共10分）1540C,CO-CO混合气体与钢液的平衡反应为:[C]+COFe-C系中，与％C平衡的混合气体分压比为p2-CO-=1510,维持C含量不变，加入2%Si,与PCO2Fe-C-Sipi ― 一,,三元系平衡的气相分压比为 0=2260，计算Si对C的相互作用系数PCO2Siec°解：[C]+CO2=2COPCO2a[C]钢液中的C以1稀液为标准态。对于Fe-C二元系： K1pCOP：O21

fc[%C]fc(fcC)对于Fe-C二元系： K1pCOP：O21

fc[%C]fc(fcC)对于Fe-C-Si三元系：K2Pco21

fc[%C]fcCfcSi[%C] [%C]所以，lg（fC)lgfcCeC[%C](fcCC)fCC温度一定时,K一定，即KiK2,即:pCOpCOpcOPco2_C___fc[%C]PPco2_C___fc[%C]PcO2fcfcSi[%C]fcSi强/(PCO2PCO2•,lgfcSie(Si[%Si]，eSi lgfCSi/[%Si]0.08762（10分）计算高炉中炉气的CO为16%的区域内，总压为时，石灰石分解的开始温度和沸腾温度。已知： CaCO3⑸CaO⑶CO2 G170577144.19TJ

1.2516%0.2atm解：P126656.25Pa1.25atm1.2516%0.2atmCaCO3(s)CaO(s)CO2 G170577144.19TJJ PCO2实际当J Pg实际 0.2atm、 GGGRTlnJ170577T开始1083K8100c当JPCO切〒1.25atm当J Pg实际 0.2atm、 GGGRTlnJ170577T开始1083K8100c当JPCO切〒1.25atm、GCO2头际GGRTlnJ170577T开始1198K9250c0时，对应的温度为开始分解温度。144.19TRTln0.200时，对应的温度为沸腾温度。144.19TRTln1.2503（10分）在真空中向含518%Ni9%勺不锈钢吹氧，使含碳量降低到%而钢液的温度不高于计算所需要的真空度（即PC）。已知：解：4[C]Cr3O4⑸3[Cr]4COG934706617.22T当T16302731903K时G934706617.221903 2398041630Co又：GRTlnK所以：K3.824106a[Cr]PCO4

a[C]PCO4 14Ka% 4-3a[Cr]a[Cr] fCr[%Cr]lgfCr eCr[%j] 0.00599后0.9863 (4)a[C] fC[%C] (5)lgfC eC[%j] 0.3212fC0.4773 (6)联立式（1）联立式（1）〜式（6）得至IJ:Pco0.0488atm4945PaTOC\o"1-5"\h\z4（7分）在均相形核过程中，假设形