金属材料论文
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标题：浅谈形状记忆合金材料的发展趋势班级：车辆1001班姓名：黄仟叁高分子形状记忆合金的发展及趋势摘要：本论文主要讨论形状记忆合金相关内容,扼要地叙述了形状记忆合金的发现以及发展历史和分类, 介绍了形状记忆合金在工程中应用的现状以及发展前景。
关键词：形状记忆合金、形状记忆合金效应、应用一、引言形状记忆合金(Shape Memory Alloy ,SMA) 是指具有一定初始形状的合金在低温下经塑性形变并固定成另一种形状后,通过加热到某一临界温度以上又可恢复成初始形状的一类合金。
形状记忆合金具有的能够记住其原始形状的功能称为形状记忆效应(Shape Memory Effect ,SME) 。
研究表明, 很多合金材料都具有SME ,但只有在形状变化过程中产生较大回复应变和较大形状回复力的,才具有利用价值。
到目前为止,应用得最多的是Ni2Ti 合金和铜基合金(CuZnAl 和CuAlNi) 。
形状记忆合金作为一种特殊的新型功能材料,是集感知与驱动于一体的智能材料,因其功能独特,可以制作小巧玲珑、高度自动化、性能可靠的元器件而备受瞩目,并获得了广泛应用。
二、形状记忆合金的发展史1932年,瑞典人奥兰德在金镉合金中首次观察到"记忆"效应，即合金的形状被改变之后，一旦加热到一定的跃变温度时，它又可以魔术般地变回到原来的形状，人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。
1938年。
当时美国的在Cu-Zn合金小发现了马氏体的热弹件转变。
随后，前苏联对这种行为进行了研究。
1951年美国的Chang相Read在Au47·5Cd(％原子)合金中发现了行状记忆效应。
这是最早观察到金属形状记忆效应的报道。
数年后，Burkhart 在In-Ti 合金中观察到同样的现象。
然而在当时，这些现象的发现只被看作是个别材料的特殊现象而未能引起人们足够的兴趣和重视。
直至1962年，美国海军机械研究所r发现了Ni-Ti合金中的的形状记忆效应，才开创了“形状记忆”的实用阶断。
铝的应用及其发展趋势论文
铝的应用及其发展趋势论文铝是一种重要的金属材料，广泛应用于各个领域，其应用范围和发展趋势备受关注。
本文将探讨铝的应用及其发展趋势，并针对其中的一些特殊领域进行更加深入的研究。
首先，铝在建筑领域中得到了广泛应用。
由于铝具有优异的强度和轻质特性，它可以减少建筑物的自重，提高建筑物的稳定性。
同时，铝的耐腐蚀性能和可塑性使其成为一种理想的建筑材料。
铝合金窗框、外墙板、屋顶等产品都广泛应用于建筑物中。
未来，随着环境保护意识的增强，铝的应用还将得到进一步拓展，例如利用铝的可回收性来减少建筑废弃物的产生。
其次，铝在交通工具领域也具有广泛的应用。
由于铝的轻量化特性，它可以显著减少汽车、火车、飞机等交通工具的重量，提高其燃油效率和运行效率。
铝合金车身、发动机部件、制动系统等都是常见的应用领域。
未来，随着新能源汽车的崛起，铝的应用也将迎来新的发展机遇，例如利用铝在电池领域的优势来提高电动汽车的续航里程。
再次，铝在包装领域也起着重要的作用。
铝箔是一种常见的包装材料，具有优异的屏障性能，能够有效保护食品、药品等产品的质量和安全。
此外，铝罐也是一种常见的包装容器，广泛应用于饮料、食品等行业。
未来，随着包装行业对环保性能的要求越来越高，铝的应用也将得到进一步发展，例如推动可回收包装材料的使用，减少环境污染。
在特殊领域中，铝在电子领域中的应用也非常重要。
由于铝具有良好的导电性能和热传导性能，可以广泛应用于电子器件中，如电容器、散热器等。
此外，铝还可以作为太阳能电池板的基板材料，发挥其优异的导电性能。
未来，随着人们对新能源和节能环保技术的需求不断增加，铝在电子领域的应用也将迎来更广阔的发展空间。
总的来说，铝作为一种重要的金属材料，其应用范围广泛，并且在各个领域都具有良好的发展前景。
未来，随着科技的进步和人们对环保和可持续发展的重视，铝的应用还将得到进一步拓展和提升。
为了更好地应对需求的变化和市场的挑战，相关产业应该加强研发和创新，不断提高铝材料的质量和性能，推动铝的应用与发展。
钢铁材料论文
钢铁材料论文引言钢铁是一种重要的金属材料，广泛应用于建筑、制造业、交通运输等领域。
其优良的机械性能和良好的可塑性使其成为首选材料之一。
本文旨在探讨钢铁材料的特性、制造工艺和应用领域，以及未来的发展趋势。
钢铁特性机械性能钢铁具有优良的机械性能，包括强度、韧性和硬度等。
其高强度使其能够承受大的荷载，广泛应用于高层建筑和桥梁等工程项目中。
韧性使其具有较好的抗震性能和抗疲劳能力。
而硬度则使其能够抵抗磨损和变形。
可塑性钢铁具有较好的可塑性，可以通过热加工和冷加工等工艺得到各种形状的产品。
例如，使用铸造工艺可以生产出复杂形状的零件，而冷轧工艺则可以得到细致的薄板材料。
钢铁的可塑性使其能够满足不同行业对材料形状和尺寸的需求。
耐腐蚀性通过合金化和镀层等方法，钢铁可以提高其耐腐蚀性能。
例如，不锈钢是一种具有抗腐蚀性能的特殊钢铁，广泛应用于化工和食品加工等领域。
钢铁的耐腐蚀性使其能够在恶劣的环境中长期使用。
钢铁制造工艺炼铁炼铁是从铁矿石中提取铁的核心工艺。
它包括矿石的矿石炼制、熔融和铸造等步骤。
在矿石炼制过程中，铁矿石经过碳还原反应得到铁和炉渣。
随后，通过熔融和铸造，铁水被浇铸成不同形状的铁坯。
钢铁冶炼钢铁冶炼是通过炼铁和炉外精炼来提高钢铁的纯度和性能。
炼铁过程中，控制炉料的成分和温度可以调整钢铁的成分和质量。
炉外精炼则通过加入合金元素和进行真空处理等方法来进一步改善钢铁的性能。
钢铁加工钢铁加工是将铸造或锻造的钢铁材料通过切削、冲压、焊接等工艺进行成型和加工。
切削工艺包括铣削、车削和钻削等，可以得到具有精确尺寸和表面质量的零件。
冲压工艺可以通过模具对薄板进行冲压，制作出各种形状的零件和外壳。
焊接工艺可以将多个钢铁零件连接在一起，形成更复杂的结构。
钢铁应用领域建筑业钢铁在建筑业中广泛应用于高层建筑、桥梁和地下工程等。
其高强度和韧性使其能够承受大的荷载和抗震性能，保证了建筑物的结构安全。
此外，钢铁还可以用于建筑的外墙、屋顶和门窗等部件。
关于材料成型的论文4篇
关于材料成型的论文精选4篇关于材料成型的论文篇一浅谈新型金属材料成型加工技术【摘要】随着现代科学技术的发展以及新型金属材料的应用，新型金属材料成型加工技术也得到了相应的发展。
在本文中，笔者将基于金属材料成型加工的实际工作经验，在对新型金属材料固有特性与加工特性深入分析的基础上，对当前的七种成型加工技术进行综合探究，以期促进新型金属材料成型加工技术的发展。
【关键词】新型金属材料；成型加工；加工技术；技术创新当前，新型的金属复合材料已经得到了广泛的应用，复合型材料虽然成本与技术要求都较高，但其所具有的材料特性相较于普通的金属材料具有更高的性能优势，成为工程建设的重要材料。
除此之外，更多的零部件制作采用新型金属材料，也催生了很多先进的成型加工技术。
那么在新时代背景下，究竟如何才能进一步存进新型金属材料成型加工技术的发展与完善，是当前的材料工程师应该重点关注的问题。
1 关于新型金属材料的综述1.1 新型金属材料的固有特性新型金属材料的种类繁多，都涵盖在合金的范畴之内，金属材料的固有特性包括以下几点：新型金属材料具有更好的延展性；新型金属的化学性较为活泼；新型金属具有特有的光泽与色彩等。
当前应用广泛的新型金属材料包括形状记忆合金、高温合金、贮氢合金以及非晶态合金等。
1.2 新型金属材料的加工特性1.2.1 焊接性焊接性是金属成型加工的基础特性之一，所指是金属材料通过焊接来完成二次成型并满足设计要求。
新型金属材料的焊接性良好，在焊接时可以保证没有气孔、没有裂缝等。
新型金属材料具有好的焊接性通常收缩小、导热性能好。
1.2.2 锻压性锻压性对于金属的成型加工的关键因素，金属具有的锻压性能够使金属在锻压的过程中承受塑性变形，并有效缓解冲压。
除此之外，金属的锻压性还会受到加工条件的影响。
1.2.3 铸造性金属所具有的铸造性包括收缩性、流动性、偏析以及裂纹敏感性等具有相关性，由于新型金属材料均为合金，因此其中含有的高熔点元素会金属的流动性降低，给材料成型加工增加了一定的难度。
金属材料的论文
金属材料的论文
金属材料是工程领域中最常用的材料之一，其在制造业中扮演着重要的角色。
金属材料的研究不仅涉及到材料的物理性能和化学性质，还包括了材料的加工工艺、应用领域等方面。
本文将从金属材料的分类、性能及应用等方面展开论述。
首先，金属材料根据其成分和结构可以分为铁基金属材料和非铁基金属材料两
大类。
铁基金属材料主要包括铁、钢和铸铁等，而非铁基金属材料则包括铝、镁、铜、镍、钛等。
每一类金属材料都有其独特的物理性能和化学性质，适用于不同的工程领域。
其次，金属材料具有优良的导热性、导电性和机械性能。
其中，铝合金具有较
高的强度和耐腐蚀性，因此在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用；而钢材具有较高的硬度和韧性，适用于建筑结构、机械制造等领域。
除此之外，金属材料还具有良好的可塑性和可焊性，能够满足复杂零部件的加工需求。
另外，金属材料在现代工业中有着广泛的应用。
例如，铝合金被广泛应用于航
空航天领域，用于制造飞机机身、发动机零部件等；而不锈钢则被用于制造化工设备、厨具等。
此外，金属材料还在建筑领域、电子领域、医疗领域等有着重要的应用价值。
总之，金属材料作为工程材料的重要组成部分，其研究和应用对于推动制造业
的发展具有重要意义。
随着科技的不断进步，金属材料的性能和加工工艺也在不断提升，为各个领域的工程应用提供了更多可能性。
希望本文能够对金属材料的研究和应用提供一定的参考价值，推动金属材料领域的进一步发展。
金属材料与人类社会的发展
金属材料与人类社会的发展概要：金属是人类历史发展中最不可或缺的材料，更是人类社会进步的关键所在，本篇论文将围绕金属在人类社会中的地位，应用等方面展开。
主要论述金属材料与人类社会之间的关系，回顾金属过去在人类历史中的作用，分析其在现代社会的地位，并且展望金属才来的在未来的发展前景。
正文：从100万年以前,原始人以石头作为工具,称旧石器时代。
1万年以前,人类对石器进行加工,使之成为器皿和精致的工具,从而进入新石器时代。
现在考古发掘证明我国在八千多年前已经制成实用的陶器,在六千多年前已经冶炼出黄铜,在四千多年前已有简单的青铜工具,在三千多年前已用陨铁制造兵器。
我们的祖先在二千五百多年前的春秋时期已会冶炼生铁,比欧洲要早一千八百多年以上。
18世纪,钢铁工业的发展,成为产业革命的重要内容和物质基础。
19世纪中叶,现代平炉和转炉镍管炼钢技术的出现,使人类真正进入了钢铁时代。
与此同时,铜、铅、锌也大量得到应用,铝、镁、钛等金属相继问世并得到应用。
至今,金属材料在材料工业中一直占有主导地位。
金属材料可以说是人类社会发展的全称见证者，我之所以那么说，是与他在人类社会各个转型期所起到的举足轻重的作用所分不开的。
作为人类最早发现并开始加以利用的一种材料，金属可以说从方方面面影响着人类的历史发展进程。
从最初把金属打造成狩猎武器到如今人类的生活已完全离不开金属，可见金属早已融入了整个人类社会，那么金属在人类社会中的过去，现在和将来又会是什么样的呢？金属的在人类社会的过去时中扮演的角色多为一个时期的社会性质的缩影。
如新石器时代，青铜器时代等等，而之所会如此为这些时代命名，归根结底，最主要的原因，便是人类在这一石器开发出了某种新的金属，而这一金属几乎决定了人类在这一时期的文明发展进程。
如在战国石器，由于铁器的发明和使用，既解放了农村的大量生产力，又在投入战争使用后，大大缩短了战争的进程，从而加速了整个国家的统一，结束了乱世的局面，使得我国文明在一段动荡时期后能够继续得以正常的发展。
关于金属材料的论文
Second, the performance
For more rational use of metal materials, give full play to its function, must master all kinds of metal material made of zero, member in normal working circumstances should have the performance (performance) and in hot and cold processing process material should have the performance (process performance).
Material process performance refers to the material used to cold, hot working method ability.
一、分类：
金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。
①黑色金属又称钢铁材料，包括含铁90％以上的工业纯铁，含碳 2％～4％的铸铁，含碳小于 2％的碳钢，以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。
②有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。
金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属间化合物和特种金属材料等。
人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。我们对金属材料的认识应从以下几方面开始：
金属材料性能论文金属材料的论文
金属材料性能论文金属材料的论文：浅谈“金属材料的力学性能”教学单元中的实验教学“金属的力学性能”是“金属材料与热处理基础”教学单元中的重要内容,在“金属的力学性能”教学单元中涉及的实验较多,教材通过各种试验机的实验结果分别说明各力学性能指标的测定,但对于大多数中职学校来说,由于条件限制,教学方法普遍采用讲授法,这些试验机也只能是教材上的图片,根本无法演示,更谈不上让学生动手。
为此,学生对这些概念是听得云里雾里的,难以理解。
在多年的教学实践中,笔者认为,在实验设备缺乏的情况下,仍可进行实验教学,且效果较好,以下作一说明,供同行参考。
一、巧设演示,引出概念恰当的课堂演示可以把一些深奥难懂的问题直观地反映出来,使学生通过感性认识加深对知识的理解,从而达到深入浅出的教学效果。
例如,在讲授“强度”“韧性”的概念时,可以分别做以下演示实验。
演示1取一段100mm长Φ0.6mm的细铁丝和100mm长Φ0.9mm的焊锡丝,徒手对拉,锡丝很容易拉断而细铁丝拉不断。
说明细铁丝在拉力(静载荷)作用下更难断裂,即抵抗能力更强。
由此引出“强度”的概念,学生便容易理解。
演示2用手指轻弹橡皮泥和粉笔,结果是橡皮泥产生了弯曲但并没有断裂,粉笔立即断成两截飞出。
说明在冲击载荷的作用下粉笔的抵抗能力更弱,由此引出“冲击韧性”的概念。
这样学生就能从感受中理解概念。
再如,在讲到材料的硬度时,可用一简单的实验求证课本知识:找一把小刀切削橡皮擦和铅笔。
小刀可以轻而易举地切削橡皮擦,而切削铅笔却要花较大的力气。
说明橡皮擦的硬度低,而铅笔的硬度高。
在讲到材料硬度的测定方法时,我准备了一块橡皮泥、一块橡皮擦、一块和一把小刀,先将橡皮泥和橡皮擦放到一位同学的手中,要求判断其硬度,说明判断方法;再将小石块和小木块放到这位同学的手中,要求判断其硬度,并说明判断方法。
学生根据生活常识很自然得出如下结论:前者用手捏(压痕法)得出橡皮擦更硬,后者用小刀划(划痕法)得出石块更硬。
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金属材料科学概论内容摘要：本文简单地介绍了金属材料的概念、特质及其性能，着重阐述了金属材料的分类、金属材料科学的制备及合成以及金属材料的成型工艺, 同时就金属材料的应用及发展前景提出了看法.关键词：金属材料；发展和兴起；概念;分类；性能；制备及合成；成型；应用一、金属材料简介1、金属材料的概念金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。
包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。
2、金属材料的分类金属材料的分类可按照成分和用途分为两大类。
其中按金属成份分类可分为钢铁、有色（非铁）金属和复合金属材料三大类；按材料用途分类可分为结构材料和工程材料。
(一）、金属材料的成分分类（1）钢铁钢铁可细分为以下几种:工业纯铁、碳钢、合金钢和铸铁四种.其中工业纯铁为含碳约在0.01％以下的铁一碳合金;碳钢为含碳在0.01—1。
5％间的铁—碳合金;合金钢为含镍、铬、钨、钒、钛、钴、铜、锰、硅等合金元素的铁一碳合金；铸铁为含碳2。
0—4。
0% 间的铁一碳合金(也可含其它合金元素）。
（2）有色（非铁)金属有色（非铁）金属可分为重有色金属、轻有色金属、稀有和难熔金属、稀土金属、稀散金属、贵金属和放射性金属七大类。
重有色金属为铜、铅、锌、镍、锡等及其合金；轻有色金属为铝、镁、钛、铍等及其合金；稀有、难熔金属为钨、钼、铂、铌、铪、钒、铬等及其合金;稀土金属为镧、铈、镨、钕、钷、钐等；稀散金属为镓、铟、铊等；贵金属为金、银、铂族金属及其合金；放射性金属为铀、钍、镭。
（3）复合金属材料复合金属材料主要为以下几种:镀层一镀锌铁皮、钢丝, 镀锡铁皮（马口铁) 等；渗层一渗铬、渗铝钢板、钢管等；包层一包铜钢丝, 包镍（及镍合金) 钢板，农用钢板等；机械混合合金—-银一钨、铜一钨合金，硬质合金, 金属陶瓷等；纤维增强合金一铍丝增强铝合金，钨丝增强高温合金，碳、硼丝增强合金等. (二）、金属材料的用途分类（1）结构材料结构材料可主要分为三类:一类为结构钢, 不锈钢，耐热钢, 耐酸钢，弹簧钢, 轴承钢, 工具钢，模具钢, 铸铁( 包括可锻铸铁，球墨铸铁等）;第二类为结构用的铝、镁、钦、铜等及其合金；第三类为复合材料一纤维增强, 复层, 蜂窝结构等材料。
(2）功能材料功能材料主要有以下:精密合金一磁性、导电、电阻、弹性，恒膨胀等材料，低熔点合金;电子材料一半导体，电真空材料，封接材料，消气材料；超导材料一金属、固溶体、金属间化合物;能源材料一太阳能电池材料，制氢、储氢材料，夹层材料等；医用材料一牙科材料,人造骨骼、关节，记忆材料，医疗器械材料等；催化剂一金属微粉、细丝等。
二、金属材料的特质1.疲劳许多机械零件和工程构件，是承受交变载荷工作的。
在交变载荷的作用下，虽然应力水平低于材料的屈服极限，但经过长时间的应力反复循环作用以后，也会发生突然脆性断裂，这种现象叫做金属材料的疲劳。
金属材料疲劳断裂的特点是：载荷应力是交变的,载荷的作用时间较长，断裂是瞬时发生的以及无论是塑性材料还是脆性材料，在疲劳断裂区都是脆性的。
所以，疲劳断裂是工程上最常见、最危险的断裂形式.金属材料的疲劳现象，按条件不同可分为下列几种:高周疲劳、低周疲劳、热疲劳、腐蚀疲劳和接触疲劳。
2.塑性塑性是指金属材料在载荷外力的作用下，产生永久变形（塑性变形）而不被破坏的能力。
金属材料在受到拉伸时,长度和横截面积都要发生变化，因此，金属的塑性可以用长度的伸长（延伸率)和断面的收缩（断面收缩率）两个指标来衡量。
金属材料的延伸率和断面收缩率愈大，表示该材料的塑性愈好，即材料能承受较大的塑性变形而不破坏。
一般把延伸率大于百分之五的金属材料称为塑性材料（如低碳钢等），而把延伸率小于百分之五的金属材料称为脆性材料（如灰口铸铁等）。
塑性好的材料,它能在较大的宏观范围内产生塑性变形，并在塑性变形的同时使金属材料因塑性变形而强化，从而提高材料的强度，保证了零件的安全使用。
此外，塑性好的材料可以顺利地进行某些成型工艺加工,如冲压、冷弯、冷拔、校直等.因此,选择金属材料作机械零件时,必须满足一定的塑性指标3.耐久性金属材料的耐久性是指在金属材料在使用过程中经受环境的作用，而能保持其使用性能的能力.4.硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。
它是金属材料的重要性能指标之一.一般硬度越高，耐磨性越好。
常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
三、金属材料的性能金属材料的性能决定着材料的适用范围及应用的合理性。
金属材料的性能主要分为四个方面，即：机械性能、化学性能、物理性能、工艺性能。
1.金属材料的机械性能金属材料的机械性能指金属在一定温度条件下承受外力（载荷）作用时，抵抗变形和断裂的能力（也称为力学性能）。
金属材料承受的载荷有多种形式，它可以是静态载荷,也可以是动态载荷，包括单独或同时承受的拉伸应力、压应力、弯曲应力、剪切应力、扭转应力，以及摩擦、振动、冲击等等，衡量金属材料机械性能的主要指标为强度、塑性、应用范围及韧性.2.金属材料的化学性能金属与其他物质引起化学反应的特性称为金属的化学性能。
在实际应用中主要考虑金属的抗蚀性、抗氧化性（又称作氧化抗力,这是特别指金属在高温时对氧化作用的抵抗能力或者说稳定性），以及不同金属之间、金属与非金属之间形成的化合物对机械性能的影响等等。
在金属的化学性能中,特别是抗蚀性对金属的腐蚀疲劳损伤有着重大的意义.3.金属材料的物理性能金属的物理性能主要从密度（比重)、熔点、热膨胀、磁性能吸引铁磁性物体的性质、电学性能等考虑.4.金属材料的工艺性能金属对各种加工工艺方法所表现出来的适应性称为工艺性能，主要有以下四个方面:切削加工性能、可锻性、可铸性、可焊性。
四、金属材料的制备与合成材料制备的质量直接影响零件的后续生产制造和使用性能。
下面对以工程领域中铁的制备方法及特点为例作简要介绍。
（一）高炉炼铁1、高炉炼铁原料炼铁的主要原料是铁矿石（赤铁矿石、磁铁矿石、褐铁矿石、菱铁矿石），它是由铁的氧化物和含SiO2、Al2O3、CaO、MgO等成分的脉石构成。
铁矿石的主要作用是提供铁元素。
冶炼前铁矿石经选矿筛分后，破碎磨成粉料，然后烧结成块以备后续冶炼使用。
另外,炼铁原料还有燃烧（焦炭）和造渣用的熔剂（石灰石）。
焦炭在高炉中的主要作用一是为炼铁提供热源，二是作为还原剂把铁和其它元素从矿石中还原出来。
熔剂石灰石的作用是在高炉内受热分解形成CaO和MgO.2、炼铁设备及过程炼铁是在高炉中进行的，高炉炉体是由耐火材料砌成，外面包裹钢板的圆截面炉子。
为使矿石在炉内充分还原，炉子高度可达几十米。
高炉底部和炉腹被焦炭填充，炉身中装有层层相间的铁矿石、焦炭和石灰石。
冶炼过程中,炉底焦炭燃烧产生的高温炉气向上运动,把热量传给炉料，经过一系列的物理化学过程，形成铁液和炉渣滴入炉内.每隔3—4小时放一次铁液，每隔1—1.5小时放一次炉渣.下图为炼铁高炉剖面图。
3、高炉内发生的基本反应自然界中铁都是以化合物形式存在于铁矿石中，炼铁的实质是在高炉中将铁矿石中的铁还原；将氧化物、磷酸盐、焦炭和矿石中的锰、硅、磷、硫还原，并与碳一起溶于铁液中的一系列物理化学过程。
（1）燃料的燃烧焦炭的燃烧反应因条件不同，碳与氧之间可能发生四种不同的化学反应。
空气供应充足时，发生完全燃烧反应：C+O2→CO2+34070KJ/kg空气供应不充足时，发生不完全燃烧反应:C+1/2O2→CO+10270KJ/kgCO遇到空气时,会燃烧：CO+1/2O2→CO2+23800KJ/kg焦炭除以上外，还有一个还原吸热反应:CO2+C→CO2—12628 KJ/kg（2）冶金反应1）铁的还原。
铁主要存在于矿石中的Fe2O3、Fe3O4内，其还原过程是靠高价氧化物向低价转化来实现的。
炼铁的主要还原剂是CO，他是由高炉底部厚厚的焦炭层在高温下不完全燃烧产生的.它的还原能力并不强但由于容易在矿石中扩散,故还原效果大大提高。
i）一氧化碳还原铁的氧化物。
在1000℃以上还原能力大大提高，它是炼铁过程中的主要还原剂.570℃以上主要还原反应如下：Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2Fe3O4+CO===3FeO+CO2FeO+CO===Fe+CO2ii）固体碳还原铁的氧化物。
固体碳的还原作用主要经CO的还原和碳的气化反应共同完成的，即FeO+CO===Fe+CO2CO2+C===2CO2iii）氢还原铁的氧化物.反应式如下：3Fe2O3+H2===2Fe3O4+H2OFe3O4+ H2===3FeO+H2OFeO+ H2===Fe+H2O2)锰的还原。
矿石中锰也是以氧化物的形式存在，从氧化物中还原锰的过程与还原铁一样，CO依次将从锰的高价氧化物还原为锰的低价氧化物。
然后再由固体碳直接将MnO还原成锰。
由于MnO与C作用是一个强吸热反应，因此高温有利于锰的还原，其反应为MnO+C=Mn+CO3）硅的还原。
硅一般存在于矿石中的SiO2氧化物内，SiO2很稳定，所以绝大部分进入炉渣,仅有少量被固体碳还原后进入生铁.SiO2被还原的程度与炉温有关，温度高，硅容易还原，其反应为SiO2+2C=Si+2CO4)磷的还原。
磷一般存在于矿石中的磷酸钙内，在1000℃以上通过固体碳直接还原，其反应为（CaO）3P2O5+5C=3CaO+2P+5CO磷酸钙中的CaO可以与SiO2作用，使P2O5游离出来，从而加速上式还原，其反应为2（3CaO·P2O5）+3Si02=3(2CaO·SiO2)+2P2O5P2O5容易挥发,而且与焦炭的接触条件较好，故有利于P2O5的还原，其反应式为2P2O5+10C=4P+10CO磷除少量挥发外，大部分还原后都溶入铁液中.5)脱硫反应.硫是钢铁材料中的有害元素之一。
它主要来自于矿石和燃料焦炭,常以硫化铁的形式存在，当石灰石中CaO及固体碳作用后生成炉渣，可以使铁液脱硫。
还原剂越多，温度越高，脱硫效果越佳。
脱硫后大部分硫进入炉渣,一部分随炉气排出，其余溶于铁液中，其反应式为FeS+CaO+C=Fe+CaS+CO6）铁的溶碳过程。
由高炉顶部加入的炉料，当下降至1000—1100℃温区时，从铁矿石中还原出来的铁与一氧化碳、焦炭互相作用会溶进大量的碳，使铁的溶点降低，铁在高炉下部开始熔化成铁液流入炉缸。
综上所述,炼铁过程主要发生的是还原反应，在铁被还原的同时，其它非铁元素锰、硅、磷、硫也分别从它们的化合物中被还原，并与碳一起溶入铁中，故生铁中除了含有较高碳外，常常还有一定数量的锰、硅、磷、硫,其中磷硫属于有害元素，应在冶炼时严格控制其含量，因此它们的存在将增加钢铁材料的脆性。
(3)造渣熔炼过程中，铁料表面的锈蚀物及粘附的泥沙、燃料中的灰分、金属元素氧化烧损成氧化物以及侵蚀剥落的炉材料等相互作用，结成炉渣，其主要成分为SiO2和Al2O3.这种粘滞的炉渣包覆在焦炭表面，不仅阻碍燃烧，而且不利于冶炼。