第三章_铁碳合金相图和碳钢

1、第三章第三章 铁碳合金相图铁碳合金相图 第一节第一节 纯铁、铁碳合金的组织结构及其性能纯铁、铁碳合金的组织结构及其性能 第二节第二节 Fe-FeFe-Fe3 3C C相图相图 第三节第三节 含碳量对碳钢组织与性能的影响、碳钢含碳量对碳钢组织与性能的影响、碳钢 第一节第一节 铁碳合金的组元及基本相铁碳合金的组元及基本相 一、纯铁及其同素异构转变一、纯铁及其同素异构转变 ( (重结晶重结晶) ) 纯铁的纯铁的力学性能特点力学性能特点：强度、硬度低，塑性、：强度、硬度低，塑性、 韧性好，一般不用于结构件。韧性好，一般不用于结构件。 Fe是元素周期表中第是元素周期表中第26号元素，相对分子号元素，相对

2、分子 质量质量56、熔点、熔点1538。 磁性转变：磁性转变： 770 770 C C以上无磁性以上无磁性 770 770 C C以下有磁性以下有磁性 观察纯铁的冷却曲线及晶体结构变化：观察纯铁的冷却曲线及晶体结构变化： 770 无铁磁性无铁磁性 铁磁性铁磁性 1394 C912 C - Fe - Fe - Fe 所谓同素异构转变，是指金属在结晶成固态 之后继续冷却的过程中晶格类型随温度下降而发 生变化的现象，也称同素异构转变，又称重结晶。 观察纯铁的冷却曲线及晶体结构变化：观察纯铁的冷却曲线及晶体结构变化： 磁性转变：磁性转变： 7 770 70 C C以上无磁性，以上无磁性，7 770 7

3、0 C C以下有磁性以下有磁性 1538平台是铁的结晶温度。结晶后是体心立方晶格Fe。 1394平台是Fe在固态下第一次同素异晶转变。转变为面 心立方的Fe。 912平台是Fe的第二次同素异晶转变。变成体心立方的 Fe 。 770时出现第四个平台。这个平台对应的温度称为居里点。 它不是同素异晶转变，因为没有晶格类型的变化。只是Fe 原子的外层电子排列的变化引起Fe的磁性状态的改变。使 Fe由顺磁性变成铁磁性，使透磁率增加数万倍。晶格类型 虽然仍是体心立方，但是晶格常数减小了。由0.293nm变成 0.233nm。这种具有铁磁性的体心立方晶格的铁称为Fe。 关于纯铁冷却曲线的总结关于纯铁冷却曲线

4、的总结 二、铁碳合金中的基本相二、铁碳合金中的基本相 FeFe和和C C L L相（液相）：液态下无限互溶、成分均匀相（液相）：液态下无限互溶、成分均匀 固溶体相：固溶体相：C C溶于溶于FeFe中形成中形成 F F、A A等等 金属化合物相：金属化合物相：FeFe与与C C化合形成化合形成FeFe3 3C C 铁碳合金中的铁碳合金中的组元组元：FeFe、C C 铁与碳相互作用形成的主要组织有以下几种：铁与碳相互作用形成的主要组织有以下几种： 铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体、莱氏体 1 1）铁素体）铁素体 定义：碳溶于定义：碳溶于a-Fea-Fe中形成的间

5、隙固溶体中形成的间隙固溶体, ,以以F F或或表示；表示； 性能：性能：铁素体的塑性、韧性很好（=3050%、 aKU=160200Jcm2），但强度、硬度较低(b=180 280MPa、s=100170MPa、硬度为5080HBS)。其力学性其力学性 能几乎与纯铁相同。能几乎与纯铁相同。 结构：体心立方结构。结构：体心立方结构。 成分：铁素体的溶碳能力很低，室温时溶解度成分：铁素体的溶碳能力很低，室温时溶解度Wc0.0008 0，最大溶解度在，最大溶解度在727，Wc0.0218。 组织：铁素体的组织为多边形晶粒。组织：铁素体的组织为多边形晶粒。 结构 体心立方结构体心立方结构 铁素体铁素体

6、 2 2）奥氏体）奥氏体: : 定义：碳溶于 -Fe中的间隙固溶体；用A或 表示。 结构：面心立方晶格， 成分：溶碳能力比铁素体大，在727时，wc0.77， 最大溶解度在1148时，wc2.11。 性能：奥氏体常存在于727以上，是铁碳合金中重要 的高温相，强度和硬度不高，但塑性和韧性很好 (b400 MPa、4050%、硬度为160200HBS)， 易锻压成形。钢材热加工都在 区进行。 组织：为不规则多面体晶粒，晶界较直。 结构 面心立方结构面心立方结构 奥氏体奥氏体 3 3）渗碳体渗碳体（FeFe3 3C C） 定义定义：铁与碳形成的金属化合物，是钢铁中的强化相，铁与碳形成的金属化合物，

7、是钢铁中的强化相，高高 温下可分解，温下可分解， Fe3C 3Fe+CFe3C 3Fe+C( (石墨石墨) ) 。 成分与性能成分与性能：渗碳体中碳的质量分数为6.69%，熔点为 1227，硬度很高(800HBW)，塑性和韧性极低(0、 aKU0)，脆性大。渗碳体是钢中的主要强化相，其数量、 形状、大小及分布状况对钢的性能影响很大。 由于碳在由于碳在 -Fe-Fe中的溶解度很小，因而常温下碳在中的溶解度很小，因而常温下碳在 铁碳合金中主要以铁碳合金中主要以FeFe3 3C C或石墨的形式存在。或石墨的形式存在。 结构 4)4)珠光体珠光体 ( P )( P ) 珠光体(pearlite)是由铁

8、素体和渗碳体组成的多 相组织，用符号P表示。 珠光体中碳的质量分数平均为0.77%，由于珠光 体组织是由软的铁素体和硬的渗碳体组成，因此， 它的性能介于铁素体和渗碳体之间，即具有较高 的强度(b=770MPa)和塑性(=2025%)，硬度 适中（180HBS）。 5)5)莱氏体莱氏体 碳的质量分数为4.3%的液态铁碳合金冷却到 1148时，同时结晶出奥氏体和渗碳体的多相 组织称为莱氏体(ledeburite)，用符号Ld表示。 在727以下莱氏体由珠光体和渗碳体组成， 称为变态莱氏体，用符号Ld表示。 莱氏体的性能与渗碳体相似，硬度很高，塑性 很差。 第第 二二 节节 铁碳合金相图铁碳合金相图

9、 铁和碳可形成一系列稳定化合物：铁和碳可形成一系列稳定化合物： FeFe3 3C C、 FeFe2 2C C、 FeCFeC，它们都可以作为纯组元看待。，它们都可以作为纯组元看待。 含碳量大于含碳量大于FeFe3 3C C成分（成分（6.69%6.69%）时，合金太脆，已）时，合金太脆，已 无实用价值。无实用价值。 实际所讨论的铁碳合金相图是实际所讨论的铁碳合金相图是Fe- FeFe- Fe3 3C C相图相图。 一、一、Fe - FeFe - Fe3 3C C 相图的建立相图的建立 三种恒温转变三种恒温转变 包晶转变:成分为H点的固相，与它周围成 分为B点的液相L，在一定的温度时，固 相与L

10、液相相互作用转变成成分是J点的另 一新相固溶体，这一转变叫包晶转变或包 晶反应。即HJB-包晶转变线. 简化简化Fe - FeFe - Fe3 3C C 相图相图 A C D E F G S P Q 1148 727 L A L+A L+ Fe3C 4.3%C2.11%C0.0218%C6.69%C Fe Fe3C T ( A+Fe3C ) Ld Ld+Fe3C A+Ld+Fe3C F A+F A+ Fe3C ( F+ Fe3C ) P P+F 0.77%C P+Fe3C Ld Ld+Fe3CP+Ld+Fe3C K 共晶相图共晶相图 共析相图共析相图 匀晶相图匀晶相图 ( P+Fe3C ) F

11、e - Fe3C Fe - Fe3C 相图的分析提纲相图的分析提纲 五个重要的成份点五个重要的成份点: P: P、S S、E E、C C、F F。 四条重要的线四条重要的线: ECF: ECF、ESES、GSGS、PSKPSK。 三个重要转变三个重要转变: : 包晶转变反应式、共晶转变反包晶转变反应式、共晶转变反 应式、共析转变反应式。应式、共析转变反应式。 两个重要温度两个重要温度: 1148 : 1148 、727 727 。 1.包晶转变反应式包晶转变反应式: LB + H AJ 1495 2.共晶转变反应式共晶转变反应式: LC ( AE + Fe3C ) Le 1148 3.共析转变

12、反应式共析转变反应式: AS ( FP + Fe3C ) P 727 二、铁碳合金状态图的分析二、铁碳合金状态图的分析 1. 1. 特性点特性点 L LJ J N N G G +Fe+Fe3 3C C +Fe+Fe3 3C C L L+Fe+Fe3 3C C L+L+ + + (3)(3)钢、铁分界点钢、铁分界点E E（2.11%C2.11%C） (1)(1)共晶点共晶点C C 1148, 4.3%C 1148, 4.3%C 共晶成分共晶成分 反应式：反应式： L Lc c(A(AE E+Fe+Fe3 3C) C) 共晶体，即高温莱氏体共晶体，即高温莱氏体L Ld d ; ; (2)(2)共析

13、点共析点S S 727 0.77% C 727 0.77% C 共析成分共析成分 反应式反应式: : A As s (F (Fp p + Fe + Fe3 3C C共析共析) ) 共析体，即共析体，即 珠光体珠光体; ; 特征线特征线 液相线液相线ABCDABCD， 固相线固相线AHJECFDAHJECFD 三条水平线：三条水平线： LJ N G +Fe3C +Fe3C L+Fe3C L+ + 727 其它相线其它相线 GS,GPGS,GP 固溶固溶 体转变线体转变线, , GSGS又称又称A A3 3 线。线。 HN,JNHN,JN 固溶体固溶体 转变线，转变线， ESES碳在碳在 -Fe-

14、Fe中的固中的固 溶线。溶线。又称又称A Ac m c m线。 线。 PQPQ碳在碳在 -Fe-Fe中的固中的固 溶线。溶线。 LJ N G +Fe3C +Fe3C L+Fe3C L+ + 三个三相区：三个三相区：即即HJB (L+ + )、ECF(L+ + Fe3C)、 PSK( + + Fe3C)三条水平线三条水平线 l 相区相区 l 五个单相区：五个单相区： L L、 、 、 、FeFe3 3C C l 七个两相区七个两相区: : L+L+ 、 L+L+ 、L+FeL+Fe3 3C C、 + + 、 +Fe+Fe3 3C C、 + + 、 +Fe+Fe3 3C C Fe-Fe3C相图的总

15、结 相图中的主要点 相图中各个点的碳的质量分数、温度值及各个 点的含义，见表4.1。 相图中的主要相变线 ABCD线为液相线。温度高于此线铁碳合金均 是液相。其中，AB线是L开始线，BC是 LA开始线，CD是LFe3C开始线。从液相直 接结晶出来的Fe3C称为一次渗碳体，标记为 Fe3C。 AHJECD线为固相线。温度降到次线之下铁碳合 金全部都结晶成固相。 HJB线为包晶线。当温度达到这条线（1495）时 wc=0.090.53的铁碳合金均有包晶转变。即 H成分的固溶体（H）和B成分的液相（LB）在 1495时共同结晶成J成分的奥氏体（AJ）。表达 式为H+LBAJ。 ECF线是共晶线。当温

16、度达到这条线（1148）时， 此线下2.11wc6.69的铁碳合金均有共晶转 变发生。 PSK线是共析线，代号为A1。当温度到达这条线 （727）时此线下0.02wc6.69的铁碳合金 均会有共析转变发生. ES线为固溶线,也称溶解度线,代号为Acm.它是奥氏 体中碳的溶解度随温度变化曲线.当温度降到此线, 奥氏体中多余的碳以渗碳体的形式析出。从奥氏 体中析出的渗碳体称为二次渗碳体。记为Fe3C。 Fe-Fe3C相图的总结 PQ线也是固溶线。它是铁素体中碳的溶解度随 温度变化的曲线。当温度降到此线,铁素体中多 余的线也以渗碳体形式析出。从铁素体中析出 的渗碳体称为三次渗碳体。记为Fe3C. G

17、S线是奥氏体向铁素体转变的开始线，也是铁 素向奥氏体转变的终了线。代号为A3。 GP线是奥氏体向铁素体转变的终了线, 也是铁素 向奥氏体转变的开始线。 实际上相图中的这些线都是各个化学成分的合金 随温度变化发生各种相转变的温度点(相变点) 的分类集合。 Fe-Fe3C相图的总结 共晶产物是共晶产物是 与与Fe3C的机械混合物，称作的机械混合物，称作莱氏莱氏 体体，用用Le表示。为蜂窝状，以表示。为蜂窝状，以Fe3C为基，性为基，性 能硬而脆。能硬而脆。 共析转变的产物是共析转变的产物是 与与Fe3C的机械混合物，称的机械混合物，称 作珠光体，用作珠光体，用P表示。其组织特点是两相呈片表示。其组

18、织特点是两相呈片 层相间分布，性能介于两相之间。层相间分布，性能介于两相之间。 PSK线又线又 称称A1线线 。 注意注意 还要指出的是：一次渗碳体、二次渗碳体、三 次渗碳以及珠光体和莱氏体中的渗碳体，它们 本身并无本质区别，都具有相同的化学成分、 晶格结构和性质。只是出处不同，并由此造成 其形态、大小以及在合金中的分布等情况有所 不同。因此，对合金的性能也有不同的影响。 但是，渗碳体的形态、大小、分布不是一成不 变的，可以通过有关的热处理或锻造等方法来 改变。按需要来控制调整渗碳体对铁碳合金性 能的影响。 Fe-Fe3C相图的总结 铁碳合金分类铁碳合金分类 （1 1） 工业纯铁工业纯铁 0.

19、0218% C0.0218% C 亚共析钢亚共析钢 0.77% C0.77% 0.77% C C 亚共晶白口铸铁亚共晶白口铸铁4.3% C4.3% 4.3% C C 三、典型铁碳合金的结晶过程三、典型铁碳合金的结晶过程 1工业纯铁（工业纯铁（C%0.0218%） 相组成物相组成物：F+Fe3C C%0.0008% ; F C%L+A-A-A+F-F+Fe3CIII 3 Fe3C 以不连续网状或片状分布于晶界。随温度下降， 以不连续网状或片状分布于晶界。随温度下降，Fe3C 量 量 不断增加，不断增加，合金的室温下组织为合金的室温下组织为F+ Fe3C 。 。 室温下室温下Fe3C 的最大量为

20、的最大量为: %3 . 0 %100 0008. 069. 6 0008. 00218. 0 Q III3C Fe 2共析钢共析钢 C%=0.77%C%=0.77% L-L+A-A-A+P-PL-L+A-A-A+P-P 相组成物相组成物：F F和和FeFe3 3C C F%= F%= Fe3C%= 组织组成物组织组成物 ： P 珠光体珠光体 1 1 珠光体珠光体 共析钢的结晶过程共析钢的结晶过程 室温组织为：室温组织为：P（F+Fe3C） 3亚共析钢亚共析钢 0.0218%C%L+A-A-A+F-A+P+F-P+F 相组成物相组成物：F，Fe3C 45钢金相钢金相 F%= Fe3C%= 含含0

21、.45%C钢的组织钢的组织 含含0.20%C钢的组织钢的组织 含含0.60%C钢的组织钢的组织 亚共析钢室温下的组织为亚共析钢室温下的组织为F+P。 在在0.02180.77%C 范围内珠光体范围内珠光体 的量随含碳量增加而增加。的量随含碳量增加而增加。 P%= F%= 1 1 亚共析钢的亚共析钢的 结晶过程结晶过程 LL+A AA+F先共析 先共析 AS(0.77% C) P 室温组织为：室温组织为：P+F 4过共析钢过共析钢 L-L+A-A-A+Fe3CII-A+P+Fe3CII-P+Fe3CII T12钢金相钢金相 相组成物：F，Fe3C F%= Fe3C%= 组织组成物：P，Fe3CI

22、I 组织相对量： Fe3CII%= P%= 含含1.4%C钢的组织钢的组织 1 1 过共析钢的结晶过程过共析钢的结晶过程 含含1.4%C钢的组织钢的组织 室温组织：室温组织：P+Fe3C 5共晶白口铁（共晶白口铁（C%=4.3%） L-L+Le-Le (A+Fe3C共晶 共晶)-Le (A+Fe3C共晶共晶+Fe3CII)- Le(P+Fe3CII+Fe3C) 共晶白口铁金相 相组成物相组成物：F，Fe3C F%= Fe3C%= 组织组成物：Le 6亚共晶白口铸铁亚共晶白口铸铁 2.11%C%4.3% 亚共晶白口铁金相 相组成物：F，Fe3C 相相对量： F%= Fe3C%= 组织组成物：P，

23、Le，Fe3CII 1 1 亚共晶白口铁的结晶过程亚共晶白口铁的结晶过程 室温组织为室温组织为P+Fe3C +Le。 。 7过共晶白口铸铁 过共晶白口铁金相 相组成物相组成物 ：F，Fe3C F%= Fe3C%= 组织组成物组织组成物：Le，Fe3C Fe3C%= Le%=Lc%= 1 1 过共晶白口铁的结晶过过共晶白口铁的结晶过 程程 室温组织为：室温组织为：Fe3C +Le Le（ P+ Fe3C共晶 共晶+ Fe3C ） ） 复习小结： 标注组织的铁碳相图 1 1 一一 、含碳量对碳钢室温平衡组织的影响、含碳量对碳钢室温平衡组织的影响 含碳量与缓冷后相及组织组成物之间的定量关系为：含碳量

24、与缓冷后相及组织组成物之间的定量关系为： 钢钢 铁素体铁素体 亚共析钢亚共析钢过共析钢过共析钢亚共晶白口铸铁亚共晶白口铸铁过共晶白口铸铁过共晶白口铸铁 共晶白口铸铁共晶白口铸铁共析钢共析钢 白白 口口 铸铸 铁铁 二次渗碳体二次渗碳体 工工 业业 纯纯 铁铁 珠光体珠光体莱氏体莱氏体 一次渗碳体一次渗碳体 Fe3C 钢钢 铁铁 分分 类类 组织组组织组 成物相成物相 对量对量% 相组成相组成 物相对物相对 量量% 含碳量含碳量% 0 0.02180.77 2.114.36.69 100 100 0 0 三次渗碳体三次渗碳体 第三节第三节 含碳量对碳钢组织与性能的影响含碳量对碳钢组织与性能的影响

25、 随含碳量增加，组织中随含碳量增加，组织中FeFe3 3C C不仅数量增加，而且形态不仅数量增加，而且形态 也在变化，由分布在也在变化，由分布在 基体内基体内( (P P中中FeFe3 3C C) )变为分布在变为分布在A A 晶界上晶界上( (FeFe3 3C C ) )，最后形成莱氏体时， ，最后形成莱氏体时，FeFe3 3C C已作为基体已作为基体 出现。出现。 1 1 二、二、 含碳量对力学性能的影响含碳量对力学性能的影响 亚共析钢亚共析钢随含碳量增加，随含碳量增加，P P 量增加，量增加，钢的强度、硬度钢的强度、硬度 升高，塑性、韧性下降。升高，塑性、韧性下降。 l0.77%C0.7

26、7%C时，时，组织为组织为100% P, 100% P, 钢的性能即钢的性能即P P的性能。的性能。 l0.9%C0.9%C，FeFe3 3C C 为晶界连 为晶界连 续网状，续网状，强度下降强度下降, , 但但 硬度仍上升。硬度仍上升。 l2.11%C2.11%C，组织中有以组织中有以 FeFe3 3C C为基的为基的Le,Le,合金太合金太 脆脆. . 3、含碳量对工艺性能的影响、含碳量对工艺性能的影响 切削性能：切削性能：中碳钢比较合适。中碳钢比较合适。 可锻性能：可锻性能：低碳钢比高碳钢好。低碳钢比高碳钢好。 铸造性能：铸造性能：共晶成分附近的合金共晶成分附近的合金 铸造性能好。铸造性

27、能好。 焊接性能：焊接性能：低碳钢好于高碳钢。低碳钢好于高碳钢。 热处理性能：热处理性能：第六章介绍。第六章介绍。 焊缝组织焊缝组织 铸造铸造 三、三、 含碳量对工艺性能的影响含碳量对工艺性能的影响 切削性能切削性能: : 中碳钢合适中碳钢合适 可锻性能可锻性能: : 低碳钢好低碳钢好 焊接性能焊接性能: : 低碳钢好低碳钢好 铸造性能铸造性能: : 共晶合金好共晶合金好 热处理性能热处理性能: : 第四章介绍第四章介绍 铸铸 造造 焊缝组织焊缝组织 模锻模锻 切削加工的基本形式切削加工的基本形式 车车 刨刨 钻钻 铣铣 磨磨 四、铁碳合金相图的应用四、铁碳合金相图的应用 1. 1. 选材料方

28、面的应用；选材料方面的应用； 2. 2. 制定热加工工艺方面的应用制定热加工工艺方面的应用 u在铸造生产方面，根在铸造生产方面，根 据相图可以确定铸钢和据相图可以确定铸钢和 铸铁的浇注温度。铸铁的浇注温度。 u在锻造生产方面，可在锻造生产方面，可 确定始锻、终锻温度。确定始锻、终锻温度。 u在焊接方面，可分析在焊接方面，可分析 碳钢的焊接组织。碳钢的焊接组织。 u对热处理来说，可确对热处理来说，可确 定加热范围。定加热范围。 一、钢中的常存杂质一、钢中的常存杂质 MnMn、Si Si ，S S、 P P ； 第四节第四节 碳钢碳钢 1 1、有害元素、有害元素 S S、P P 压力加工时熔化压力

29、加工时熔化导致钢沿导致钢沿 晶界开裂晶界开裂“热脆热脆”。 钢中要限硫含量：钢中要限硫含量：0.05% 0.05% 。 利用：利用：MnMn与与S S形成形成MnS(1620MnS(1620）, , 粒状分布在晶内，以利于断屑。粒状分布在晶内，以利于断屑。 合金晶界的低熔点硫化物共晶合金晶界的低熔点硫化物共晶 S S：炼钢时由生铁和燃料带入。在：炼钢时由生铁和燃料带入。在F F中的溶解度极中的溶解度极 小，在钢的晶界处形成低熔点（小，在钢的晶界处形成低熔点（989989）共晶体）共晶体 FeSFeS P P：由生铁带入。全部溶于：由生铁带入。全部溶于F F中，使钢的强度硬中，使钢的强度硬 度升

30、高，而塑性、韧性显著下降。特别是使钢在度升高，而塑性、韧性显著下降。特别是使钢在 比利时阿尔伯特运河钢桥因磷高产生冷脆比利时阿尔伯特运河钢桥因磷高产生冷脆 性于性于19381938年冬发生断裂坠入河中年冬发生断裂坠入河中 低温时脆性急剧增低温时脆性急剧增 加，称为加，称为冷脆性。冷脆性。 因此钢中要限制磷因此钢中要限制磷 的含量：的含量：0.045% 0.045% P P多，脆性大，可制多，脆性大，可制 造炮弹、改善切削造炮弹、改善切削 加工性能。加工性能。 Mn:Mn:随脱氧剂加入。大部分溶于铁素体随脱氧剂加入。大部分溶于铁素体 中，具有固溶强化效果，少部分形成合金中，具有固溶强化效果，少部

31、分形成合金 渗碳体；锰与硫化合成渗碳体；锰与硫化合成MnSMnS，减轻了硫的，减轻了硫的 有害作用。有害作用。 碳钢中碳钢中0.8%0.8%，合金钢中，合金钢中 1.0%- 1.2%1.0%- 1.2%。 Si:Si:随脱氧剂加入随脱氧剂加入, ,有较强的固溶强化有较强的固溶强化 作用；可增加钢液流动性。碳钢中作用；可增加钢液流动性。碳钢中0.4%0.4% 2 2、有益元素、有益元素 MnMn、SiSi 3 3、气体元素、气体元素 N N：室温下室温下N N在铁素体中溶在铁素体中溶 解度很低，钢中过饱和解度很低，钢中过饱和N N在常在常 温放置过程中以温放置过程中以FeNFeN、FeFe4 4

32、N N形形 式析出使钢变脆式析出使钢变脆, , 称称时效脆化时效脆化. . 加加TiTi、V V、AlAl等元素可使等元素可使N N固定，固定， 消除时效倾向。消除时效倾向。 O O：氧在钢中以氧化物的形氧在钢中以氧化物的形 式存在，其与基体结合力弱，式存在，其与基体结合力弱， 不易变形，易成为疲劳裂纹源不易变形，易成为疲劳裂纹源. . 钢中钢中TiN夹杂夹杂 钢中氧化物夹杂钢中氧化物夹杂 H H：常温下氢在钢中的溶解度也很低。当氢在钢常温下氢在钢中的溶解度也很低。当氢在钢 中以原子态溶解时，降低韧性，引起中以原子态溶解时，降低韧性，引起氢脆氢脆。 当氢在缺陷处以分子态析出时，会产生很高内压，

33、当氢在缺陷处以分子态析出时，会产生很高内压， 形成微裂纹，其内壁为白色，称形成微裂纹，其内壁为白色，称白点白点或或发裂发裂。 1按钢中碳的含量分类按钢中碳的含量分类 根据钢中含碳量的不同，可分为： （1）低碳钢(low-carbon steel) wc0.25%； （2）中碳钢(middle-carbon steel) 0.25%wc0.6%； （3）高碳钢(high-carbon steel) wc0.6%。 碳钢常用的分类方法 2按钢的质量分类按钢的质量分类 根据钢中有害杂质硫、磷含量的多少， 可分为： （1）普通质量钢 钢中硫、磷含量较 高 (ws0.050%，wp 0.045%)； （

34、2）优质钢 钢中硫、磷含量较低 (ws0.035%，wp 0.035%)； （3）高级优质钢 钢中硫、磷含量很 低 (ws0.020%,wp0.030%)。 3按钢的用途分类按钢的用途分类 根据钢的用途不同，可分为： （1）碳素结构钢 主要用于制造各种机械零件和工程结构。 （2）碳素工具钢 主要用于制造各种刃具、量具和模具。 （3）碳素铸钢 主要用于制作形状复杂，难以用锻压等方 法成形的铸钢件。 4.4.按冶炼方法分按冶炼方法分 高炉炼铁高炉炼铁 铸铁锭铸铁锭 生产铸铁件生产铸铁件 炼钢生铁炼钢生铁 转炉转炉 平炉平炉 电炉电炉 生产钢件生产钢件 2.2.沸腾钢沸腾钢 ( boiling st

35、eel ) ( boiling steel ) 钢液在浇注仅前进行轻度假脱氧钢液在浇注仅前进行轻度假脱氧, ,W Wo = 0.03%o = 0.03%0.07%,0.07%, 成分偏析较严重、组织不致密。机械性能不均匀成分偏析较严重、组织不致密。机械性能不均匀, , 冲击冲击 韧性差韧性差, , 常用于要求不高的零件。常用于要求不高的零件。 1 1. .镇静钢镇静钢 ( killed steel )( killed steel ) 钢液在浇注前用锰铁、硅铁和铅进行了充分脱氧钢液在浇注前用锰铁、硅铁和铅进行了充分脱氧 , ,W Wo = o = 0.01%0.01%左右左右, , 成分较均匀、组织较致密。主要用于机械性成分较均匀、组织较致密。主要用于机械性 能要求较高的零件。能要求较高的零件。 3.3.半镇静钢半镇静钢 ( balanced steel )( balanced steel ) 半镇静钢是脱氧过程介于镇静钢和沸腾钢之间的钢