铁合金的种类及应用
铁合金
1.什么是铁合金？分类，用途？答：铁合金是一种或者两种以上的金属元素或者非金属元素融合在一起的合金。
它不是可以直接使用的金属材料，而是主要作为钢铁生产的脱氧剂和合金剂的中间原料。
铁合金分类：单一铁合金，复合铁合金，氮化制品，氧化物团块。
用途：脱氧剂、合金剂、改善铸造工艺和铸件性能、还原剂、其他方面用途2铁合金的生产过程？生产方法？基本设备？基本原理?答：铁合金生产过程就是炉料、还原剂、渣料、成分调节剂在高温下经过物理化学变化生成合金炉渣、炉气的过程。
生产方法：按设备分：高炉法，矿热炉法，电弧炉法，炉外法，真空电阻炉法，氧气转炉法。
按工艺特点分：无溶剂法和溶剂法。
按热量来源分：碳热法、电热法、电硅热法、金属热法。
基本设备：矿热炉的机械设备是较复杂的，除炉体外注意包括电极把持器系统、电极压放装置、点击升降系统、加料系统、出铁设备、防护设备、电极水冷系统、供电设备。
基本原理: (1)还原剂还原法制取铁合金。
是根据还原剂对氧的亲和力大于被还原的金属对氧的亲和力，从而将金属置换出来。
(2)氧化法生产铁合金。
其过程是选择性氧化的过程，合金中氧化物稳定性差的在选择性氧化中必然后被氧化，而氧化物稳定性好的必然优先被大量氧化。
3坩埚：电极周围、炉心三角形地区和两个电极之间稍向炉心凹入部分的高温区称为“坩埚”。
4、影响反应区体积大小的因素？答：1电炉输入的功率2电极直径3电极插入深度4冶炼品种5极心圆直径：在三相圆形矿热炉中按正三角形配置的三根电极的圆心缩形成圆的直径称为极心圆直径。
Dg=ad,a 心圆倍数。
6.炉膛尺寸设计炉膛内径和深度过大过小影响？答：A在选择炉膛内径时，要保证电流经过电极-炉料-炉壁时所受的阻力大于经过电极-炉料-邻近电极或炉底时所受的阻力。
炉膛内径过大，炉子表面散热面积大，还原剂烧损严重，出铁口温度低，出铁困难，炉况恶化；炉膛内径过小，不仅炉壁烧损加快，而且因电极-炉料-炉壁回路上通过的电流增加，反应区偏向炉墙，将使炉内热量分散，炉心温度低，炉况恶。
7 金属材料基础-生铁、铁合金及铸铁
Si 0.5 0.7 0.7
Mn 0.25 0.35 0.50
Cu 不大于 0.10 0.12 0.15
As 0.06 0.08 0.10
Bi 0.05 — —
Pb 0.05 — —
Sb 0.05 0.05 0.05
Sn 0.06 0.08 0.08
FeW80-A FeW80-B FeW80-C
FeW70
中还原
钛铁常用作：炼钢脱氧剂、脱氮剂及合金元素加入
剂。
• • •
钛的脱氧能力远超过硅、锰，是极强的脱氧剂。 钛与熔在钢中的氮、硫结合成一种不溶于钢水的稳 定化合物，使钢的机械性能得到了改善。 在不锈钢和耐热钢的生产中，钛作为合金元素加入 钢中。
钛铁 GB/T 3282-2006
（8）钒铁
钒铁是用碳在电炉内还原五氧化二钒
带有蓝黄闪光彩色。
锰铁的硬度很大，这是因为锰本身具有脆硬性质，
而且锰铁中还存在着脆硬的碳化锰(Mn3C)的缘故。
剂。 用。
锰和氧的亲和力很大，在炼钢时也常用它来作脱氧 锰与硫能生成不溶于钢水的MnS，可作为脱硫剂使 锰使钢具有很好的性能，是冶炼各种锰钢时的合金
元素。
碳素锰铁最常见，由于其含碳量高，所以只能适用
钼铁 GB3649-87
化学成分/% 牌号 Mo Si S P 不大于 FeMo70 65.0-75.0 1.5 0.10 0.05 0.10 0.50 C Cu Sb Sn
FeMo70Cu1
FeMo70Cu1.5 FeMo60-A FeMo60-B FeMo60-C FeMo60 FeMo55-A FeMo55-B
19.0～21.0 17.0～<19.0 15.0～17.0 9.0～<13.0
高中化学必修一教案铁合金
高中化学必修一教案铁合金教学目标：1. 了解铁合金的定义和特点2. 掌握铁合金的常见种类和用途3. 掌握铁和碳的化合物及其性质4. 了解铁的提炼方法和铁合金的生产工艺教学重点：1. 铁合金的定义和特点2. 铁合金的常见种类和用途3. 铁和碳的化合物及其性质教学难点：1. 铁合金的提炼方法和生产工艺教学准备：1. 研究铁合金相关资料2. 实验室器材：坩埚、铁砂、石灰石3. 实验操作指导书教学过程：一、铁合金的定义和特点1. 引入：介绍铁合金在生活中的应用，引起学生兴趣2. 讲解铁合金的定义和特点3. 探究铁合金的组成和结构二、铁合金的常见种类和用途1. 分组讨论各种铁合金的种类及其用途2. 汇报讨论结果，整理铁合金种类和用途表格三、铁和碳的化合物及其性质1. 实验：将铁砂和石灰石放入坩埚中进行加热，观察化合物的性质2. 分析实验结果，讨论铁和碳的化合物的性质四、铁的提炼方法和铁合金的生产工艺1. 理论讲解铁的提炼方法和铁合金的生产工艺2. 探讨铁的提炼方法对环境的影响并讨论改进方法五、课堂总结和作业布置1. 总结铁合金的定义、特点、种类及用途、铁和碳的化合物及其性质、铁的提炼方法和生产工艺2. 布置作业：查找铁合金在生产中的应用案例，并撰写一份调研报告教学反思：本节课通过实验、讨论和总结等多种教学方法，使学生全面了解铁合金的特点、种类及用途、性质和生产工艺。
在教学过程中，教师应注意引导学生主动参与讨论，增强学生的学习兴趣和能力。
在未来的教学中，可以增加实际铁合金生产过程的案例教学，更加贴近学生生活和实际应用。
铁合金的分类和主要特征介绍
铁合金的分类和主要特征介绍硅系铁合金1、硅铁（SiFe）硅铁硅铁又叫矽铁厚度一样不超过100mm。
外观无裂纹，用手摸不掉色，敲击声清脆，横截面灰白色，带有气孔。
硅铁怕潮，自然块遇水容易粉化,硅含量随之下降。
AOD炉不能使用粉状SiFe。
型号：65#、72#、75#硅铁75# ——（1）国标75#指实际硅≥72%；（2）硬75硅铁指实际硅≥75%；硅铁65# 指硅含量在65%以上；低铝硅铁：通常指硅铁中铝含量在1.0以下。
依照客户不同要求能够达到0.5、0.2、0.1以下等等。
2、硅钙（SiCa）硅钙合金是由元素硅、钙和铁组成的复合合金。
硅钙的价格以一个钙多少钱算价格，钙1通常是指含30个钙点以上，钙2是指含28-30个钙点。
钙3是指28以下。
状态：粉状，粒状，块状。
怕潮，吨袋包装或50kg/袋。
3、结晶硅（Si）比重轻于其它硅系合金，外观黑亮，怕潮，使用前必须进烘房。
锰系合金1、电解锰（Mn）电解金属锰是用锰矿石经酸浸出获得锰盐，再送电解槽电解析出的单质金属。
外观似铁，呈不规则片状，质坚而脆，一面光亮，另一面粗糙，为银白色到褐色。
2、高锰（HMn）多为自然块，断面呈深灰色，并带有蓝黄闪光色彩，性质硬脆。
熔点：1220-1270度，密度为7.1-7.4g/cm3，抗压强度70-90MPa。
但当锰含量超过82%时，易受空气中水分的腐蚀而消蚀成粉末；因此，含锰量超过82%的产品在过程中应注意防潮。
多为吨袋包装，依照需方要求，能够采纳散装、袋装。
3、硅锰（Si-Mn）硅锰合金是由锰、硅、铁及少量碳和其它元素组成的合金，是一种用途较广、产量较大的铁合金。
块状、有银光泽、比重6.0-6.4。
铬系合金1、高碳铬铁（HCr）多为自然快，断面呈银灰色，并带有金属光泽。
2、硅铬合金（Si-Cr）硅铬合金系铬、铁的硅化物，是含有足够硅量的铬铁。
横截面灰白色，带有大量气孔。
粒度10-200mm之间。
易粉化，注意防潮。
3、中低碳铬铁4、微碳铬铁（V-Cr）断面呈银白金属光泽，晶粒粗大，有明显的晶界。
铸造铁配料比例
铸造铁配料比例铸造铁的配料比例是一个复杂且重要的主题，涉及到多个因素和技术细节。
为了确保高质量的铸造产品，必须精确控制配料比例。
本篇文档将详细介绍铸造铁的配料比例，以期为相关行业提供有益的参考。
一、铁合金的种类与作用铸造铁中常用的铁合金主要包括生铁、废铁、回炉料和铁合金等。
这些铁合金在铸造过程中起着不同的作用。
生铁含有大量硅、锰、磷、硫等元素，能够提高铁的铸造性能和机械性能；废铁和回炉料可以降低成本；铁合金则可以调整铁的化学成分，提高其力学性能。
二、配料比例的计算铸造铁的配料比例计算是确保产品质量的关键环节。
根据铸造工艺要求和产品性能需求，需要精确计算各种铁合金的比例。
通常采用质量分数或重量比来表示配料比例，并考虑以下因素：1. 铸造产品的机械性能要求：根据产品用途，确定所需的最大强度、硬度和延伸率等指标，从而选择合适的铁合金种类和比例。
2. 铸造工艺要求：不同的铸造工艺对配料比例有不同的要求。
例如，砂型铸造与金属型铸造所需的配料比例不同，需根据实际情况调整。
3. 成本因素：在满足性能要求的前提下，应尽量降低成本。
通过合理搭配各种铁合金的比例，实现成本的有效控制。
三、实际操作中的注意事项在配料过程中，需注意以下几点：1. 确保原料质量：使用的各种铁合金应符合质量标准，避免因原料质量问题影响最终产品的性能。
2. 精确称量：采用高精度的称量设备，确保每种铁合金的比例准确无误。
3. 混合均匀：在配料过程中，需充分搅拌各种铁合金，确保混合均匀，以免因局部比例失调导致产品性能波动。
四、实验与调整完成配料比例的计算后，需进行实验验证。
通过制作实验样本，检测其各项性能指标，如力学性能、金相组织等。
根据实验结果，对配料比例进行调整，以满足实际生产需求。
在多次实验与调整后，最终确定最佳的铸造铁配料比例。
五、质量控制与标准化为确保铸造铁配料比例的稳定性和一致性，需建立严格的质量控制体系。
对配料过程进行标准化管理，制定详细的操作规程和工艺卡片。
4 第四章 硅系铁合金
炉况周期性
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硅铁生产的关键问题之三 电气参数与炉型参数的合理选择
Si的还原反应要求温度高 的还原反应要求温度高， （1）Si的还原反应要求温度高，电弧过程才能满 足要求。为了满足交流电弧燃烧的稳定性，二次 足要求。为了满足交流电弧燃烧的稳定性， 侧功率因数理论值不能大于0.85。 侧功率因数理论值不能大于0.85。 0.85 为了满足电弧过程的弧长要求， （2）为了满足电弧过程的弧长要求，炉型设计中 径深比D/H一般不大于2.0。 径深比D/H一般不大于2.0。 D/H一般不大于2.0合金相图
5
Fe-Si二元系合金相图（局部） 二元系合金相图（局部） 二元系合金相图
温度，℃
Si, wt%
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当硅含量在FeSi和FeSi2.3之间，温度降至 和 之间，温度降至982℃时， 当硅含量在 ℃ 发生包晶反应： 发生包晶反应：
℃
当硅含量等于FeSi2.3，温度大于 温度大于937℃时，该ξα相 当硅含量等于 ℃ 稳定，若温度降至937℃以下时，则发生共析反应： 稳定，若温度降至 ℃以下时，则发生共析反应： 上述两个固相相变过程均引起合金体积变化， 上述两个固相相变过程均引起合金体积变化，导致 铁合金粉化。 铁合金粉化。 FeSi75熔体凝固过程会产生 α相吗？ 熔体凝固过程会产生ξ 熔体凝固过程会产生 相吗？ 7
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硅铁与工业硅精炼工艺
合成渣洗法 氧化性、 氧化性、低熔点渣混合料 铁鳞、石灰、萤石、黄铁矿等） （铁鳞、石灰、萤石、黄铁矿等） 热分解化学搅拌 菱铁矿、石灰石、 （菱铁矿、石灰石、Na2CO3） 氧气精炼 —— 熔渣产物 吹气精炼法 熔渣产物、 氯气精炼 —— 熔渣产物、气态产物
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吹氧气精炼去杂质的热力学分析
铁基合金种类
铁基合金种类一、什么是铁基合金铁基合金是指铁为主要基体元素，并添加一定量的合金元素来改变铁的特性和性能的合金材料。
铁基合金具有优异的力学性能、热性能和耐蚀性，被广泛应用于工程领域。
二、铁基合金的分类铁基合金根据合金元素的种类和含量可以分为多个类型，以下是常见的铁基合金种类：1. 碳素铁合金碳素铁合金是指在铁中加入一定量的碳元素形成的合金。
根据碳含量的不同，碳素铁合金可以进一步分为低碳铁、中碳铁和高碳铁。
碳素铁合金具有较高的硬度和强度，适用于制造刀具、弹簧和机械零件等。
2. 钢铁钢铁是指在铁中加入合适的合金元素（如碳、锰、铬等）来改变铁的性能。
根据合金元素的种类和含量不同，钢铁可以分为多个类型，如碳钢、合金钢、不锈钢等。
钢铁具有良好的强度、韧性和可塑性，广泛应用于建筑、机械制造、汽车制造等领域。
3. 铸铁铸铁是指铁中含有较高的碳和硅元素，具有较高的熔点和较低的延展性。
根据碳含量和石墨形态的不同，铸铁可以分为灰口铸铁、球墨铸铁和白口铸铁等。
铸铁具有较好的铸造性能和耐磨性，广泛应用于汽车零部件、机械制造和建筑工程等领域。
4. 合金铁合金铁是指在铁中加入一定量的合金元素（如铬、镍、钼等）来改变铁的性能。
根据合金元素的种类和含量不同，合金铁可以分为多个类型，如铬铁、镍铁、钼铁等。
合金铁具有优异的耐热性、耐腐蚀性和抗磨性，广泛应用于航空航天、能源和化工等领域。
三、铁基合金的应用领域铁基合金由于其优异的性能，被广泛应用于各个领域，以下是一些常见的应用领域：1.汽车制造：钢铁和铸铁是汽车制造中最常用的材料，用于制造车身、发动机和底盘等部件。
2.机械制造：铁基合金在机械制造领域中应用广泛，用于制造各种机械零件和工具。
3.建筑工程：钢铁作为建筑结构材料，用于制造桥梁、建筑物和钢结构等。
4.能源领域：合金铁在能源领域中具有重要应用，用于制造燃气轮机和核电设备等。
5.航空航天：合金铁具有优异的耐热性和耐腐蚀性，被广泛应用于航空航天领域。
常见铁合金的熔点
常见铁合金的熔点
铁合金是一种由铁和其他元素组成的合金，根据组成元素的不同，铁合金的熔点也不同。
以下是几种常见的铁合金及其熔点：高铬不锈钢
高铬不锈钢是一种含铬量较高的铁合金，其熔点在1425℃左右。
高铬不锈钢具有良好的耐腐蚀性和高硬度，通常用于制造刀具、医疗器械、化工设备等领域。
镍铬不锈钢
镍铬不锈钢是一种含有镍和铬元素的铁合金，其熔点在1400℃左右。
镍铬不锈钢具有较好的耐腐蚀性和高温性能，通常用于制造炉具、汽车发动机、化工设备等领域。
镍钢
镍钢是一种含有镍和少量铬、钼等元素的铁合金，其熔点在1530℃左右。
镍钢具有良好的耐腐蚀性和高温性能，通常用于制造高温炉具、化工设备、航空航天等领域。
锰钢
锰钢是一种含有锰和少量碳、硅等元素的铁合金，其熔点在1300℃左右。
锰钢具有良好的韧性和耐磨性，通常用于制造重型机械、矿山机械、汽车等领域。
碳钢
碳钢是一种含有碳元素的铁合金，其熔点在1200℃左右。
碳钢具有良好的韧性和加工性能，通常用于制造结构件、机械零件、汽车等领域。
需要注意的是，以上铁合金的熔点并不是绝对的，实际熔点会受到多种因素的影响，如合金元素的含量、杂质元素的含量、热处理工艺等。
同时，不同种类的铁合金之间也存在一定的交叉使用情况，具体使用应根据实际需求进行选择。
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铁合金的种类及应用
铁合金是指铁与其他元素（如碳、硅、锰、铬、镍等）形成的合金，具有良好的机械性能、物理性能和化学性能。
铁合金广泛应用于各个领域，以下是一些常见的铁合金种类及其应用。
1. 钢铁：钢铁是一种含碳量小于2%的铁合金，是最常见的铁合金。
钢铁具有良好的韧性、可塑性和可焊性，广泛应用于建筑、工程、汽车、机械制造、船舶等领域。
2. 不锈钢：不锈钢是一种含铬量大于10.5%的铁合金，具有良好的耐腐蚀性能和高温强度。
不锈钢常用于制造厨具、化工容器、医疗设备、航空航天器材等。
3. 铬铁：铬铁是一种含铬量在10-60%的铁合金，具有高温强度、耐腐蚀性能和抗氧化性能。
铬铁常用于制造不锈钢、合金钢、耐火材料等。
4. 锰铁：锰铁是一种含锰量在30-90%的铁合金，具有良好的抗氧化性能和耐酸性能。
锰铁常用于制造铁合金、不锈钢、硅锰钢等。
5. 硅铁：硅铁是一种含硅量在10-40%的铁合金，具有良好的磁性能、导电性能和耐高温性能。
硅铁常用于制造电力设备、变压器、发电机等。
6. 钒铁：钒铁是一种含钒量在30-80%的铁合金，具有良好的耐腐蚀性能和高
温强度。
钒铁常用于制造合金钢、弹簧钢、钢铁添加剂等。
7. 镍铁：镍铁是一种含镍量在40-80%的铁合金，具有良好的耐腐蚀性能和高温强度。
镍铁常用于制造合金钢、不锈钢、电池等。
8. 铑铁：铑铁是一种含铑量在5-30%的铁合金，具有良好的耐高温性能和耐腐蚀性能。
铑铁常用于制造电阻合金、电热丝等。
9. 钨铁：钨铁是一种含钨量在10-80%的铁合金，具有高密度、高熔点和良好的耐腐蚀性能。
钨铁常用于制造高速钢、钨丝、合金材料等。
10. 钒钢：钒钢是通过添加钒铁而制成的钢铁，钒钢具有良好的强度和硬度，常用于制造切削工具、汽车轮毂、齿轮等。
这些铁合金在各个领域的应用不仅丰富了材料的性能，还提高了产品的质量和使用寿命。
铁合金的应用广泛，涵盖了建筑、机械制造、航空航天、能源、化工、电子等行业。
随着技术的进步，铁合金的种类和应用还在不断扩展和创新，为各个领域的发展贡献了重要的力量。