第3章 铁碳合金合金与铁碳相图

1、3.1 Fe-Fe3C系合金系合金的组元和基本相的组元和基本相3.2 Fe-Fe3C相图相图3.3铁碳合金的平衡结晶铁碳合金的平衡结晶3.4含碳量对铁碳合金组织与力学性能的影响含碳量对铁碳合金组织与力学性能的影响3.5钢中的杂质元素钢中的杂质元素3.6金属铸锭宏观组织金属铸锭宏观组织 碳钢和铸铁都是铁碳合金，是使用最广泛的金属材碳钢和铸铁都是铁碳合金，是使用最广泛的金属材料。铁碳合金相图是研究铁碳合金的重要工具，了解和料。铁碳合金相图是研究铁碳合金的重要工具，了解和掌握铁碳合金相图，对于钢铁材料的研究和使用，各种掌握铁碳合金相图，对于钢铁材料的研究和使用，各种热加工工艺的制订以及工艺废品原因分

2、析有很重要的指热加工工艺的制订以及工艺废品原因分析有很重要的指导意义。导意义。 铁和碳可以形成一系列的化合物：铁和碳可以形成一系列的化合物：Fe3C、Fe2C、FeC等等，由于钢中的含碳量最多不超过，由于钢中的含碳量最多不超过2.11%,铸铁中铸铁中的含碳量最多不超过的含碳量最多不超过5%,所以在研究铁碳合金相图时所以在研究铁碳合金相图时一般仅研究一般仅研究Fe-Fe3C部分部分(碳含量不超过碳含量不超过6.69%)。 铁碳合金中的铁碳合金中的碳存在形式：碳存在形式：渗碳体渗碳体Fe3C和和石墨。石墨。在通常情况下，碳以在通常情况下，碳以Fe3C形式存在。但形式存在。但Fe3C是一个是一个亚温

3、相，在一定条件下可以分解为更稳定的亚温相，在一定条件下可以分解为更稳定的Fe和石和石墨。墨。 所以，铁碳相图就有所以，铁碳相图就有Fe-Fe3C和和Fe-石墨两种形式，石墨两种形式，本章只研究前一种。本章只研究前一种。Fe-C相图说明Fe3C Fe2CFeC温度FeC(6.69%C) 3、1、1 组元组元 （1）纯铁：）纯铁：介绍铁元素介绍铁元素3.1 Fe-Fe3C系合金系合金的组元和基本相的组元和基本相同素异构转变同素异构转变是指金属在结晶成固态以后继续冷却是指金属在结晶成固态以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

4、晶转变同素异晶转变。1394153410006008001200温度时间16001500500700900110013001400912 - Fe - Fe - Fe纯铁的主要力学性能指标：纯铁的主要力学性能指标： b = 176-274 MPa 0.2= 98-166 MPa HB= 50-80 纯铁具有纯铁具有良好的塑性、韧性，但强度、硬度太低，良好的塑性、韧性，但强度、硬度太低，故故工业上应用很少工业上应用很少,多用铁碳合金。多用铁碳合金。 （2）Fe3C（渗碳体）（渗碳体） 是铁与碳形成的间隙化合物是铁与碳形成的间隙化合物Fe3C，含碳量为，含碳量为6.69%,用用符号符号Cm表示表示

5、,也是铁碳相图中的重要也是铁碳相图中的重要基本相。基本相。 渗碳体的晶体结构非常复杂，在此不作介绍。渗碳体的晶体结构非常复杂，在此不作介绍。 渗碳体的性能：渗碳体的性能：具有很高的硬度，约为具有很高的硬度，约为800HB ;塑性塑性很差，延伸率接近于零；很差，延伸率接近于零；在低温下具有一定的铁磁性，在低温下具有一定的铁磁性，但在但在230以上这种磁性就消失了。所以，以上这种磁性就消失了。所以， 230是渗是渗碳体的磁性转变温度，称为碳体的磁性转变温度，称为A A0 0转变；转变；渗碳体的熔点为渗碳体的熔点为12271227。 3、1、2 基本相基本相 Fe-Fe3C相图中除了高温时存在的相图

6、中除了高温时存在的液相液相L，化合物相化合物相Fe3C外，还有碳溶于铁形成的几种间隙固溶体相：外，还有碳溶于铁形成的几种间隙固溶体相： （1）高温铁素体（高温铁素体（ ）：碳溶于碳溶于-Fe-Fe中的间隙固溶中的间隙固溶体，为体心立方晶格，用符号体，为体心立方晶格，用符号表示。表示。 （2 2）铁素体（）铁素体（ F F或或a a ）：）：是碳溶于是碳溶于a-Fea-Fe中的间隙固溶中的间隙固溶体，为体心立方晶格，用符号体，为体心立方晶格，用符号F F或或a a表示。铁素体中溶解表示。铁素体中溶解碳的能力很小，最大溶解度在碳的能力很小，最大溶解度在727727时，为时，为0.0218%0.02

7、18%，随，随着温度的降低，其溶解度逐渐减小，室温时铁素体中只着温度的降低，其溶解度逐渐减小，室温时铁素体中只能溶解能溶解0.0008%0.0008%的碳。其力学性能与工业纯铁相当。的碳。其力学性能与工业纯铁相当。 3、1、2 基本相基本相 （3 3）奥氏体（）奥氏体（ A A或或 ）：）：是碳溶于是碳溶于-Fe-Fe中的中的间隙固溶体，为面心立方晶格，用符号间隙固溶体，为面心立方晶格，用符号 A A或或表表示。奥氏体的强度、硬度低，塑性、韧性高。在示。奥氏体的强度、硬度低，塑性、韧性高。在铁碳合金平衡状态时，奥氏体为高温下存在的基铁碳合金平衡状态时，奥氏体为高温下存在的基本相，也是绝大多数钢

8、种进行锻压、轧制等加工本相，也是绝大多数钢种进行锻压、轧制等加工变形所要求的组织。变形所要求的组织。 注意：注意：和和a a 是相同的合金相，是相同的合金相，都是碳在体心立都是碳在体心立方的铁中的方的铁中的间隙固溶体，间隙固溶体，仅是存在温度区间不同，仅是存在温度区间不同，溶解度不同。溶解度不同。3.2 Fe-C相图与Fe-Fe3C相图 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： Fe3C、 Fe2C、 FeC，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Fe3C成分（成分（6.69%）时，合金太脆，已无实）时，合金太脆，已无实用价值。用价值。 实

9、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- Fe3C相图。相图。铁碳合金相图铁碳合金相图是研究铁碳合金最基本的工具，是研究碳是研究铁碳合金最基本的工具，是研究碳 钢和铸铁的成分、温度、组织及性能之间关系的理论基钢和铸铁的成分、温度、组织及性能之间关系的理论基础础, ,是制定热加工、热处理、冶炼和铸造等工艺的依据。是制定热加工、热处理、冶炼和铸造等工艺的依据。Fe-Fe3C相图的建立FeTFe3C点温度碳量含 义A15380纯铁熔点B14950.53包晶转变时的液相成分C11484.3共晶点 LC - (AE+Fe3C) LdD12276.69Fe3C熔点E11482.11C在-F

10、e中的最大溶解度F11486.69共晶Fe3C成分点G9120-Fe-Fe同素异构转变点H14950.09C在-Fe中的最大溶解度J14950.17包晶成分点 LB+H - AJK7276.69共析Fe3C成分点N13940-Fe-Fe同素异构转变点P7270.0218C在-Fe中的最大溶解度S7270.77共析点 AS - (FP+Fe3C) PQ室温0.0008 （一）状态图中的特性点二、相图分析主要线主要线温温 度（度（）含含 义义ACD15381227液相线AECF15381148固相线HJB1495包晶转变线ECF1148共晶线PSK727共析线 A1ES1148727C在-Fe中的

11、溶解度线 AcmPQ727600C在-Fe中的溶解度线 GS912727A向F转变的开始线 A3GP912727A向F转变的终了线（二）状态图中的特性线相图分析一次渗碳体Fe3CI：从液相（L）直接结晶出来。二次渗碳体Fe3CII：从A（）中析出。三次渗碳体Fe3CIII：从F（）中析出。 (1) Fe-Fe3 C相图的组元Fe Fe、-Fe (bcc) 和-Fe (fcc)强度、硬度低，韧性、塑性好。Fe3 C 熔点高，硬而脆，塑性、韧性几乎为零。(2) Fe-Fe3 C相图的相Fe3C（Cem Cm，渗碳体） 复杂晶体结构液相 L L相（高温铁素体）Fe（C）固溶体相（A ，奥氏体） -F

12、e（C）固溶体相（F，铁素体） -Fe（C）固溶体Fe -Fe3C 相图（三）相图中的相区1组元：Fe、 Fe3C2 单相区5个：L、A、F、Fe3C3 双相区7个：+L、 +A、 A+L、 L+ Fe3C、 A+ Fe3C、 A+F、 F+ Fe3C4 三相区3个：L+A、 L+A+ Fe3C、 A+F+ Fe3C 包晶线 共晶线 共析线Fe Fe3C T简化Fe-Fe3C相图ACDEFGSPQ1148727LAL+A4.3%C2.11%C0.0218%C6.69%CLdLd+Fe3CA+Ld+Fe3CFA+FP0.77%CLdK( P+Fe3C )P+Ld+Fe3CLd+Fe3CP+FP+

13、Fe3C( F+ Fe3C )A+ Fe3CL+ Fe3C( A+Fe3C )莱氏体莱氏体是液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥氏体和是液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体，其含碳量为渗碳体所组成的共晶体，其含碳量为c4.3。当。当温度高于温度高于727时，莱氏体由奥氏体和渗碳体组成，用时，莱氏体由奥氏体和渗碳体组成，用符号符号Ld表示。在低于表示。在低于727时，莱氏体是由珠光体和时，莱氏体是由珠光体和渗碳体组成，用符号渗碳体组成，用符号Ld表示，称为变态莱氏体。因莱表示，称为变态莱氏体。因莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体，所以硬度高，塑性很氏体的基体是硬而脆的渗碳体，所以硬度

14、高，塑性很差。差。高温莱氏体和低温莱氏体高温莱氏体和低温莱氏体。奥氏体和渗碳体组成的机。奥氏体和渗碳体组成的机械混合物称高温莱氏体，用符号械混合物称高温莱氏体，用符号Ld或（或（A+Fe3C）表示。）表示。由于其中的奥氏体属高温组织，因此高温莱氏体仅存由于其中的奥氏体属高温组织，因此高温莱氏体仅存于于727以上。高温莱氏体冷却到以上。高温莱氏体冷却到727以下时，将转以下时，将转变为变为P珠光体和渗碳体机械混合物（珠光体和渗碳体机械混合物（P+Fe3C）,称低温称低温莱氏体，用莱氏体，用Ld表示。莱氏体含碳量为表示。莱氏体含碳量为4.3%。由于莱氏。由于莱氏体中含有的渗碳体较多，故性能与渗碳体

15、相近，即极体中含有的渗碳体较多，故性能与渗碳体相近，即极为硬脆。为硬脆。 珠光体珠光体是是奥氏体奥氏体(奥氏体是碳溶解在奥氏体是碳溶解在Fe中的间隙中的间隙固固溶体溶体)发生共析转变所形成的发生共析转变所形成的铁素体铁素体与与渗碳体渗碳体的共析体。的共析体。其形态为铁素体薄层和渗碳体薄层交替重叠的层状复其形态为铁素体薄层和渗碳体薄层交替重叠的层状复相物，也称片状珠光体。珠光体中的相物，也称片状珠光体。珠光体中的渗碳渗碳休也可呈粒休也可呈粒状状,这样的珠光体称为粒状珠光体这样的珠光体称为粒状珠光体. 用符号用符号P表示，含碳表示，含碳量为量为c0.77。在珠光体中铁素体占。在珠光体中铁素体占88

16、%,渗碳体占渗碳体占12%,由于铁素体的数量大大多于渗碳体由于铁素体的数量大大多于渗碳体,所以铁素体层所以铁素体层片要比渗碳体厚得多片要比渗碳体厚得多. 球化退火球化退火 ：球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工：球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢。其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性，具钢。其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并为淬火作准备。并为淬火作准备。简化 Fe -Fe3C 相图ACDEFGSPQ1148727LAL+AL+ Fe3C4.3%C2.11%C0.0218%C6.69%CFe Fe3C T( A+Fe3C )LdLd+Fe3CA+Ld+Fe3CFA+FA+ Fe3

17、C( F+ Fe3C )PP+F0.77%CP+Fe3CLdLd+Fe3CP+Ld+Fe3CK共晶相图共析相图匀晶相图( P+Fe3C )简化的Fe-Fe3C相图3.3、铁碳合金的平衡结晶1、工业纯铁 Wc0.0218%2、碳素钢 0.0218% Wc2.11% 1）共析钢 Wc=0.77% 2）亚共析钢 0.0218% Wc0.77% 3）过共析钢 0.77% Wc2.11%3、白口铸铁 2.11% Wc 6.69% 1）共晶白口铸铁 Wc=4.3% 2）亚共晶白口铸铁 2.11% Wc4.3% 3）过共晶白口铸铁 4.3% Wc 6.69%（一）铁碳合金的分类1、工业纯铁在平衡状态下的结晶

18、过程显微组织照片1点以上 L ；12点 L+ ；23点 铁素体相 ； 34点 +A； 45点 A ； 56点 A+F； 67点 F；7点以下 F+ Fe3CIII； 室温下：相组成物相组成物F、Fe3C 三典型合金的结晶过程合金液体在12点间转变为，34点间，56点间。到7点，从中析出Fe3C。NSJBH L+ + + 1 、工业纯铁的结晶过程 随温度下降，Fe3C量不断增加，合金的室温下组织为F+Fe3C。 室温下Fe3C最大量为: %3 . 0%1000008. 069. 60008. 00218. 0III3CFe Q 从铁素体中析出的渗碳体称三次渗碳体三次渗碳体，用Fe3C表示。 Fe

19、3C以不连续网状或片状分布于晶界。1 、工业纯铁的结晶过程 2、共析钢在平衡状态下的结晶过程1点以上 L； 12点 L+A； 23点 A；3点 共析转变AS (FP+Fe3C) P（片层状分布）共析铁素体 共析渗碳体 珠光体团34点 F+ Fe3CIII+ Fe3C P室温下： 相组成物: F、Fe3C； 组织组成物: P727上上合金液体在12点间转变为。到S点发生共析转变： SP+Fe3C, 全部转变为珠光体。2、共析钢的结晶过程 2、共析钢的结晶过程珠光体珠光体在光在光镜下呈指纹状，镜下呈指纹状，相变结束时，珠光体中相相变结束时，珠光体中相的相对质量百分比为的相对质量百分比为：珠光体%.

20、%.%Q,%.PKSKQC Fe321188810088802180696770696 珠光体中的渗碳体称珠光体中的渗碳体称共析共析渗碳体渗碳体。S点以下，共析点以下，共析 中析出中析出Fe3C，与共析与共析Fe3C结合不易分辨。室温结合不易分辨。室温组织为组织为P。2、共析钢的结晶过程共析钢的结晶过程 室温下，珠光体中两相的相对质量百分比是多少？%.%.%Q%.QLLQC Fe3511588100588000806967706964 Q432192、共析钢的结晶过程 1点以上 L； 2点 包晶转变0.09+ L0.53 A0.17 12点 L+；5点 共析转变A0.77 (FP+Fe3C)

21、P 23点 A+L； 56点 F+ Fe3CIII +P F+P 34点 A；（Fe3CIII含量很少，可以忽略不计） 45点 A+F；室温下：相组成物F、Fe3C ；组织组成物F、P14957273、亚共析钢在平衡态下的结晶过程 0.090.53%C亚共析钢冷却时发生包晶反应。以0.4%C的钢为例： 合金在4点以前通过匀晶包晶匀晶反应全部转变为。到4点，由中析出 。到5点,成分沿GS线变到S点发生共析反应，转变为珠光体。温度继续下降，中析出Fe3C，由于与共析Fe3C结合，且量少，忽略不计。 3. 亚共析钢的结晶过程3、亚共析钢的结晶过程共析温度下相的相对质量为： %PKKQ%,PKPQCF

22、e100510053 组织组成物的相对质量为： %PSSQ%PSPQP10051005 ，S3、亚共析钢的结晶过程各相的相对量：Fe3C % (0.4-0.0218) /( 6.69-0.0218) 5.7 %F % 1 5.7 % = 94.3 %各组织组成物的相对量：P % = ( 0.4 0.0218 ) / ( 0.77 0.0218 ) 51 %F % 1 51 % = 49 %含碳量的估算:通过光学显微镜观察估计某一铁碳合金中的P所占比例，可用杠杆定律估算出该合金的即亚共析钢显微照片 利用平衡组织中珠光体所占的面积百分比，可以近似估算亚共析钢的含碳量:C%=P面积%0.77% (忽

23、略 中含碳量，P面积%=QP)S室温下相的相对质量百分比为：%94%1006%6%1000008. 069. 60008. 04 . 0633CFeCFeQQLLQQLQQ 室温下组织组成物的相对质量百分比为：%48%1006%,52%1000008. 077. 00008. 04 . 06PPQQSSQQSQQ3、亚共析钢的结晶过程含0.45%C钢的组织含0.20%C钢的组织含0.60%C钢的组织 亚共析钢室温下的组织为F+P。 在0.02180.77%C 范围内珠光体的量随含碳量增加而增加。4、过共析钢的结晶过程（wc=1.2%） 1点以上 L； 4点 共析转变A0.77 (FP+Fe3C

24、) P 12点 L+A； 45点 P+ Fe3CII 23点 A； 室温下：相组成物 F、Fe3C 34点 A+ Fe3CII； 组织组成物 P、Fe3CII 727显微组织照片4、过共析钢的结晶过程（1）合金在12点转变为 ， 到3点, 开始析出Fe3C。从奥氏体中析出的Fe3C称二次渗碳体，用Fe3C表示, 其沿晶界呈网状分布。 （2）温度下降，Fe3C量增加。到4点， 成分沿ES线变化到S点，余下的 转变为P。在共析温度下Fe3C的相对量？ （3）过共析钢室温组织为P+ Fe3C。Fe3C量随含碳量而增加,含碳量为2.11%时,Fe3C量最大：%6 .22%10077. 069. 677

25、. 011. 23 IICFeQ含1.2%C钢的组织4、过共析钢的结晶过程12345S4、过共析钢的结晶过程 室温下两相的相对质量百分比：%18%1005%82%1000008. 069. 62 . 169. 653QQLQQQLLQCFe 室温下两组织组成物的相对质量百分比：%7%1005 %,93%10077. 069. 669. 653PCFePQLSSQCLSLQ4、过共析钢的结晶过程11481点以上：L；1点 ：共晶转变 L4.3 (A2.11+Fe3C) Ld ；12点：A+ Fe3CII + Fe3C Ld 二次渗碳体与共晶渗碳体混成一体； 2点 ； 共析转变 A0.77 (FP

26、+Fe3C) P； 23点： (P+ Fe3CII+ Fe3C) Ld；室温下：相组成物 F、Fe3C；渗碳体的基体上分布着树枝状的珠光体 组织组成物： Ld7275、共晶白口铸铁的结晶过程显微组织照片Fe3C 合金冷却到C点发生共晶反应全部转变为莱氏体(Le),莱氏体是共晶 与共晶Fe3C的机械混合物, 呈蜂窝状。5、共晶白口铸铁的结晶过程 共晶转变结束时，两相的相对质量百分比为:%.Q%.%.QCFe847252100112696346963 ， C点以下, 成分沿ES线变化，共晶 将析出Fe3C。 Fe3C与共晶Fe3C 结合，不易分辨。12 Fe3C 温度降到2点, , 成分达到0.7

27、7%, 此时, 相的相对质量: %.Q%.%.QCFe659440100770696346963 ， 在2点，共晶 发生共析反应，转变为珠光体，这种由P与Fe3C组成的共晶体称低温莱氏体， 用Le表示。2点以下，共晶体中P的变化同共析钢。5、共晶白口铸铁的结晶过程 S5、共晶白口铸铁的结晶过程： 共晶白口铸铁室温组织为Le，(P+ Fe3C), 它保留了共晶转变产物的形态特征。 室温下两相的相对质量百分比为： %3 .64%7 .35%100%7 .35%1000008. 069. 63 . 469. 63 CFeQQ 5共晶白口铸铁的结晶过程1点以上：L；12点：L+A；2点：共晶转变L4.

28、3 (A2.11+Fe3C) Ld 23点：A+ Fe3CII + Ld； 3点：先共晶A共析转变 A0.77 (FP+Fe3C) P Ld Ld34点：P+ Fe3CII + Ld ；室温下：相组成物： F、Fe3C ； 组织组成物：P、Fe3CII 、Ld 11487276、亚共晶白口铁的结晶过程（P49）显微组织照片 合金在12点间析出。到2点，液相成分变到C点,并转变为Le。23点间从中析出Fe3C，一次的Fe3C被共晶衬托出来。到3点，转变为P。6、亚共晶白口铁的结晶过程6、亚共晶白口铁的结晶过程 亚共晶白口铁室温组织为P+Fe3C+Le。 室温下组织组成物相对质量百分比为 ：ECF

29、D1234N%7 .31%100%3 . 977. 069. 677. 011. 22%59233IIIICFeLepCFeLeLeQQQECCQECEQQ室温下相的相对质量百分比?6、亚共晶白口铁的结晶过程1点以上：L；12点：L+ Fe3CI （ 先共晶渗碳体，呈粗大条状）2点：共晶转变 L4.3 (A2.11+Fe3C) Ld ； 23点：Fe3CI + Ld；3点： Ld Ld、 Fe3CI； 34点： Fe3CI + Ld；室温下： 相组成物：F、Fe3C； 组织组成物：Ld、Fe3CI 11486、过共晶白口铁的相变过程（P49）过共晶白口铁显微照片 12点间从液相中析出Fe3C,

30、 这种渗碳体称一次渗碳体，用 Fe3C表示，呈粗条片状。到2点，余下的液相成分变到C点并转变为Le。DFK3Fe3C1246过共晶白口铁的结晶过程 2点以下, Fe3C成分重量不再发生变化, Le变化同共晶合金,其室温组织为Fe3C+Le。 按组织组成物分区的Fe-Fe3C相图 + Fe3C + Fe3C 组织组成物在铁碳合金相图上的标注 组织组成物与相组成物标注区别主要在+ Fe3C和+Fe3C两个相区。+ Fe3C相区中有四个组织组成物区，+Fe3C相区中有七个组织组成物区。FeFe3CSQPNKJHGFEDCBAA+ Fe3CA+FL+AA+ L+ F ALL+ Fe3CF+ Fe3CA

31、+ Fe3CA+ Fe3C+LeLeLe+ Fe3CLe+ Fe3CLeP+ Fe3C+LeP+ Fe3CP+FPF+ Fe3CC%温度3.4 含碳量对铁碳合金组织与性能的影响随着含碳量增加时，渗碳体不仅数量增加，形态和分布也发生了很大变化。（渗碳体呈小片状分布在P内网状分布在A晶界上形成莱氏体时，渗碳体则成了基体 。）（一）含碳量对铁碳合金组织的影响4.184.18含碳量与缓冷后相及组织组成物之间的定量关系为： 1、对热变形加工性能的影响WC2.11%时（白口铸铁），高低温区都有脆 硬的莱氏体，不能进行热变形加工。 （二）含碳量对铁碳合金性能的影响 2、对力学性能的影响（1）硬度硬度 WC增

32、加，硬度增加；（2）强度强度 WC0.9%时，WC增加，强度降低；（3）塑性、韧性塑性、韧性 WC增加，塑性、韧性下降； 为了保证工业用钢具有足够的强度和塑性、韧性，碳素钢的含碳量一般不超过1.4% 。4.193、对物理化学性能的影响 WC增加，导热性下降、抗电化学腐蚀性能下降、焊接工艺性下降、铸造工艺性下降 。亚共析钢随含碳量增加，P量增加，钢的强度、硬度升高， 塑性、韧性下降。2、对力学性能的影响0.77%C时，组织为100% P,钢的性能即P的性能。2.11%C，组织中有以Fe3C为基的Le,合金太脆。0.9%C，Fe3C为晶界连续网状，强度下降,但硬度仍上升。纯铁渗碳体少，强度硬度低，

33、可作磁性材料。 钢中的杂质元素及其影响钢中的杂质元素及其影响 在钢的冶炼中，不可能除尽所有杂质，除碳以外，还有锰、和、硅、硫、磷、氧、氢、氮等杂质元素存在，影响钢的质量。 3、5、1锰和硅的影响：锰和硅的影响： 它们是在炼钢过程加入脱氧剂时加入的。 作用：作用： （1）除去氧； （2）锰还可以除去硫； （3）锰和硅总有一部分溶于钢液中，冷却后溶于铁素体，形成固溶强化，提高铁素体的强度。 一般，锰和硅是作为钢中的有益元素。3.5 钢中的杂质元素 3、5、2 刚中其他杂质的影响：刚中其他杂质的影响： 3、5、2.1硫的影响：硫的影响： 硫是钢中的有害元素。硫在钢中是以FeS形式存在。 危害危害：

34、（1）硫的最大危害是引起钢在热加工时开裂，这种现象称为热脆。热脆。原因是：会形成（Fe+FeS）共晶，并在晶界上，它的熔点很低，热加工时，此共晶处于熔融状态，导致热加工时开裂 （2）含硫量高时，会使铸钢件在铸造应力作用下产生热裂纹，焊接时焊缝也会产生热裂。 防止方法：防止方法：往钢中加入适当的锰。 3、5、2.2磷的影响：磷的影响：一般是有害的杂质。 危害危害： （1）冷脆：）冷脆：磷在铁中具有较大的溶解度，一般都固溶于铁中，具有较强的固溶强化作用，它使钢的强度、硬度显著提高但强烈地降低钢的韧性，尤其是低温韧性。 （2）具有严重的偏析倾向。难以用热处理的方法消除。 优点：优点：提高钢的切削加工性；与铜共存时，提高抗大气腐蚀的能力。 3、5、2.3氮的影响：氮的影响：一般是有害元素。 危害危害主要是通过淬火时效和应变时效淬火时效和应变时效造成。 解决办法：解决办法：往钢中加入数量足够的铝，与氮结合成AlN，减弱或完全消除这两种在较低温度下发生的时效现象。此外， AlN还阻碍加热时奥氏体晶粒的长大，从而达到细化晶粒的