五种渗碳体含量
《金属材料与热处理》第四章铁碳合金
学习情境四：铁碳合金 4.3
4、在焊接方面的应用 焊接时由焊缝到母材各区域的温度是不同的，根据Fe－Fe3C 相图可知，受到不同加热温度的各区域在随后的冷却中可能 会出现不同的组织和性能。这需要在焊接之后采用相应的热 处理方法加以改善。 5、在热处理方面的应用
Fe－Fe3C相图是制订热处理工艺的依据。应用Fe－Fe3C相 图可以正确选择各种碳钢的退火、正火、淬火等热处理的 加热温度范围。由于含碳量的不同，各种碳钢热处理的加 热温度和组织转变也各不相同，都可从状态图中求得。
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学习情境四：铁碳合金 4.4
1、在钢铁材料选用方面的应用
Fe－Fe3C相图反映了铁碳合金的组织、性能随成分的变化 规律，为钢铁材料的选用提供了依据。如各种型钢及桥梁、船 舶、各种建筑结构等，都需要强度较高、塑性及韧性好、焊接 性能好的材料，故一般选用含碳量较低（WC＜0.25％）的钢材； 各种机械零件要求强度、塑性、韧性等综合性能较好的材料， 一般选用碳含量适中（WC＝0.30％～0.55％）的钢；各类工具、 刃具、量具、模具要求硬度高，耐磨性好的材料，则可选用含 碳量较高（WC＝0.70％～1.2％）的钢。纯铁的强度低，不宜 用作工程材料。白口铸铁硬度高、脆性大，不能锻造和切削加 工，但铸造性能好，耐磨性高，适于制造不受冲击、要求耐磨、 形状复杂的工件，如冷轧辊、球磨机的铁球等。
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学习情境四：铁碳合金 4.4
低碳钢：Wc=0.1-0.25% 中碳钢：Wc=0.25-0.6% 高碳钢：Wc=0.6-1.4% 随着Wc的增加，硬度、强度都增加。
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学习情境四：铁碳合金 4.3
三、铁碳合金状态图的应用
1、在钢铁材料选用方面 2、在铸造生产上的应用 3、在锻造方面的应用 4、在焊接方面的应用 5、在热处理方面的应用
C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo这几种元素含量在钢中的作用和对性能的影响
C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo这几种元素含量在钢中的作用和对性能的影响1、铬(Cr)铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用。
可提高高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆；含量超过12%时。
使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用。
还增加钢的热强性，铬为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。
铬能提高碳素钢轧制状态的强度和硬度。
降低伸长率和断面收缩率。
当铬含量超过15%时，强度和硬度将下降，伸长率和断面收缩率则相应地有所提高。
含铬钢的零件经研磨容易获得较高的表面加工质量。
铬在调质结构钢中的主要作用是提高淬透性。
使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。
含铬的弹簧钢在热处理时不易脱碳。
铬能提高工具钢的耐磨性、硬度和红硬性。
有良好的回火稳定性。
在电热合金中，铬能提高合金的抗氧化性、电阻和强度。
(1) 对钢的显做组织及热处理的作用A、铬与铁形成连续固溶体，缩小奥氏体相区城。
铬与碳形成多种碳化物，与碳的亲和力大于铁和锰而低于钨、钼等．铬与铁可形成金属间化合物σ相(FeCr)B、铬使珠光体中碳的浓度及奥氏体中碳的极限溶解度减少C、减缓奥氏体的分解速度，显著提高钢的淬透性．但亦增加钢的回火脆性倾向(2)对钢的力学性能的作用A、提高钢的强度和硬度．时加入其他合金元素时，效果较显著B、显著提高钢的脆性转变温度C、在含铬量高的Fe-Cr合金中，若有σ相析出，冲击韧性急剧下降(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用A、提高钢的耐磨性，经研磨，易获得较高的表面光洁度B、降低钢的电导率，降低电阻温度系数C、提高钢的矫顽力和剩余磁感．广泛用于制造永磁钢D、铬促使钢的表面形成钝化膜，当有一定含量的铭时，显著提高钢的耐腐蚀性能（特别是硝酸）。
若有铬的碳化物析出时，使钢的耐腐蚀性能下降E、提高钢的抗氧化性能F、铬钢中易形成树枝状偏析，降低钢的塑性G、由于铬使钢的热导率下降，热加工时要缓慢升温，锻、轧后要缓冷(4)在钢中的应用A、合金结构钢中主要利用铬提高淬透性，并可在渗碳表面形成含铬碳化物以提高耐磨性B、弹簧钢中利用铬和共他合金元素一起提供的综合性能C、轴承钢中主要利用铬的特殊碳化物对耐磨性的贡献及研磨后表面光沽度高的优点D、工具钢和高速钢中主要利用铬提高耐磨性的作用，并具有一定的回火稳定性和韧性E、不锈钢、耐热钢中铬常与锰、氮、镍等联合便用，当需形成奥氏体钢时，稳定铁素体的铬与稳定奥氏体的锰、镍之间须有一定比例，如Cr18Ni9等F、我国铬资源较少．应尽量节省铬的使用2、钼(Mo)钼在钢中能提高淬透性和热强性。
渗碳知识详解
热处理之渗碳体定义（GB/T5611-1998）渗碳体（cementite）——铁碳合金按亚稳定平衡系统凝固和冷却转变时析出的Fe3C型碳化物。
分为一次渗碳体（从液体相中析出）、二次渗碳体（从奥氏体中析出）和三次渗碳体（从铁素体中析出）。
分子结构渗碳体的分子式为Fe3C ，它是一种具有复杂晶格结构的间隙化合物。
它的含碳量为 6.69 ％；熔点为1227 ℃左右；不发生同素异晶转变；但有磁性转变，它在230 ℃以下具有弱铁磁性，而在230 ℃以上则失去铁磁性；其硬度很高（相当于HB800 ），而塑性和冲击韧性几乎等于零，脆性极大。
渗碳体不易受硝酸酒精溶液的腐蚀，在显微镜下呈白亮色，但受碱性苦味酸钠的腐蚀，在显微镜下呈黑色。
渗碳体的显微组织形态很多，在钢和铸铁中与其他相共存时呈片状、粒状、网状或板状。
渗碳体是碳钢中主要的强化相，它的形状与分布对钢的性能有很大的影响。
同时Fe3C 又是一种介（亚）稳定相，在一定条件下会发生分解。
特点它的含碳量为6.69％；熔点为1227℃左右；不发生同素异晶转变；但有磁性转变，它在230℃以下具有弱铁磁性，而在230℃以上则失去铁磁性；其硬度很高（相当于HB800），而塑性和冲击韧性几乎等于零，脆性极大。
渗碳体不易受硝酸酒精溶液的腐蚀，在显微镜下呈白亮色，但受碱性苦味酸钠的腐蚀，在显微镜下呈黑色。
渗碳体的显微组织形态很多，在钢和铸铁中与其他相共存时呈片状、粒状、网状或板状。
渗碳体是碳钢中主要的强化相，它的形状与分布对钢的性能有很大的影响。
同时Fe3C又是一种介（亚）稳定相，在一定条件下会发生分解。
渗碳体（Fe3C或Cm）：渗碳体是铁和碳形成的金属化合物，含碳量为6.67%（有些书上为6.69%），具有复杂的斜方晶体结构，熔点为1227℃。
在钢中，渗碳体以不同形态和大小的晶体出现在组织中，对钢的力学性能影响很大。
经3%～5%硝酸酒精溶液侵蚀后呈白亮色,若用苦味酸钠溶液热侵蚀，则被染成黑褐色，而铁素体仍为白色，由此可区别开铁素体和渗碳体。
三角试块看球化标准
三角试块看球化标准
三角试块是用于检测球墨铸铁件球化质量的一种工具，通过观察三角试块上的金相组织，可以判断球墨铸铁件的球化程度。
球化标准通常包括以下几个方面：
1. 球化率：球化率是指球墨铸铁件中球墨的体积分数，通常要求球化率在80%以上。
2. 石墨大小：石墨大小是指球墨铸铁件中石墨颗粒的大小，通常要求石墨大小在6 级以上。
3. 珠光体含量：珠光体含量是指球墨铸铁件中珠光体的体积分数，通常要求珠光体含量在20%以下。
4. 渗碳体含量：渗碳体含量是指球墨铸铁件中渗碳体的体积分数，通常要求渗碳体含量在2%以下。
通过观察三角试块上的金相组织，可以判断球墨铸铁件的球化程度是否符合标准。
如果球化程度不符合标准，需要采取相应的措施进行改进。
第四章 铁碳合金
第四章铁碳合金(一)填空题3．当一块质量一定的纯铁加热到温度时，将发生a-Fe向γ-Fe的转变，此时体积将发生。
4．共析成分的铁碳合金平衡结晶至室温时，其相组成物为，组织成物为。
5．在生产中，若要将钢进行轧制或锻压时，必须加热至相区。
6．当铁碳合金冷却时发生共晶反应的反应式为，其反应产物在室温下被称为。
7．在退火状态的碳素工具钢中，T8钢比T12 钢的硬度，强度。
8．当W(C)＝0.77％-2.11％间的铁碳合金从高温缓冷至ES线以下时，将从奥氏体中析出，其分布特征是。
9．在铁碳合金中，含三次渗碳体最多的合金成分点为，含二次渗碳体最多的合金成分点为。
10．对某亚共析碳钢进行显微组织观察时，若估计其中铁素体约占10％，其含碳量为。
11．奥氏体是在的固溶体，它的晶体结构是。
12．铁素体是在的固溶体，它的晶体结构是。
13．渗碳体是和形成的金属间化合物。
14．珠光体是和的机械混合物。
15．莱氏体是和的机械混合物，而变态莱氏体是和的机械混合物。
16．在Fe-Fe3C相图中，有、、、、五种渗碳体，它们各自的形态特征是、、、、。
17．钢中常存杂质元素有、、、等，其中、是有害元素，它们使钢产生、。
18．纯铁在不同温度区间的同素异晶体有(写出温度区间) 、、。
19．碳钢按相图分为、、；按W(C)分为(标出W(C)范围) 、、。
10．在铁—渗碳体相图中，存在着四条重要的线，请说明冷却通过这些线时所发生的转变并11.指出生成物。
ECF水平线、；PSK水平线、；ES线、；GS线、。
12.标出Fe—Fe3C相图(图4—3)中指定相区的相组成物：①，②，③，④，⑤。
；13．铁碳合金的室温显微组织由和两种基本相组成。
14．若退火碳钢试样中先共析铁素体面积为41．6％，珠光体的面积为58．4％，则其W(C)＝。
15．若退火碳钢试样中二次渗碳体面积为7．3％，珠光体的面积为92．7％，则其W(C)＝。
16．平衡条件下，W(C)=0．5％的铁碳合金，100％A相的最低温度为；730℃A 相的百分含量为，A相的W(C)= ；这时先共析铁素体的百分含量为。
机械工程材料练习题
机械⼯程材料练习题⼀、填空1、⾦属的结晶过程主要由和两个基本过程。
2、⾦属结晶过程中细化晶粒主要⽅法、和。
3、物质在固态下的晶体结构随温度发⽣变化的现象称作。
4、铁在固态下有、、三种同素异构体。
5、⾦属的理论结晶温度与实际结晶温度之差称为（）；⾦属在结晶过程中，冷却速度越⼤，则过冷度越（），获得的晶粒越（），室温下的强度和硬度越（），塑性越（）。
6、⼆元合⾦的杠杆定律中，杠杆的端点是所求的（）或（）的成分，杠杆的⽀点是（）的成分。
7、当固溶体合⾦结晶后出现枝晶偏析时，液相线和固相线之间距离越宽，枝晶偏析越（）。
8、共晶转变的反应式是（），包晶转变的反应式是（），共析转变的反应式是（）。
9、铁碳合⾦相结构中，属于固溶体的有（）和（）；其中是（）碳在α–Fe中形成的固溶体。
10、铁碳合⾦中，亚共析钢的成分范围为（），亚共晶⽩⼝铁的成分范围（）。
11、碳钢与铸铁的主要区别在于他们的（）不同。
12、根据Fe-Fe3C相图渗碳体五种形式分别是（）（）（）（）（）。
13、在缓慢冷却条件下，含碳0.8%的钢⽐含碳1.2%的钢硬度（），强度（）。
14、含碳量⼤于0.77%的铁碳合⾦从1148冷⾄727时，将从奥⽒体中析出（），其分布特征主要为（）。
15. 铁碳合⾦的⼒学性能随含碳量的增加，其强度和硬度（），⽽塑性和韧性（）。
但当wc>1.0%时，强度随其含碳量的增加⽽（）。
16、实际⽣产中，若要进⾏热锻或热轧，必须把钢加热到（）相区。
17、将碳质量分数分别为0.45%，0.77%，1.20%的碳钢试样A、B、C进⾏⼒学性能试验和⾦相显微组织观察，试回答下列问题：（1）它们的室温平衡组织分别是：A________,B___________,C_____________。
（2）____试样的组织中有渗碳体⽹存在。
（3）____试样铁素体量最多；（4）___试样渗碳体量最多。
（5）___试样的塑性最好。
___试样的塑性最差。
渗碳体
一：定义
渗碳体（cementite）——铁碳合金按亚稳定
平衡系统凝固和冷却转变时析出的Fe3C型碳 化物。 分为一次渗碳体（从液体相中析出） 、二次渗碳体（从奥氏体中析出）和 三次渗碳体（从铁素体中析出）。
二：分子结构
渗碳体的分子式为 Fe3C ，它是一种具有复杂晶格结构的间 隙化合物。 它的含碳量为 6.69 %；熔点为 1227 ℃左右； 不发生同素异晶转变；但有磁性转变，它在 230 ℃以下具有 弱铁磁性，而在 230 ℃以上则失去铁磁性；其硬度很高（相 当于 HB800 ），而塑性和冲击韧性几乎等于零，脆性极大。 渗碳体不易受硝酸酒精溶液的腐蚀，在显微镜下呈白亮色， 但受碱性苦味酸钠的腐蚀，在显微镜下呈黑色。渗碳体的显 微组织形态很多，在钢和铸铁中与其他相共存时呈片状、粒 状、网状或板状。 渗碳体是碳钢中主要的强化相，它的形状 与分布对钢的性能有很大的影响。同时 Fe3C 又是一种介 （亚）稳定相，在一定条件下会发生分解。
三：特点
它的含碳量为6.69%；熔点为1227℃左右；不发生同素异晶转变；但有磁性转变，它在 230℃以下具有弱铁磁性，而在230℃以上则失去铁磁性；其硬度很高（相当于HB800）， 而塑性和冲击韧性几乎等于零，脆性极大。 渗碳体不易受硝酸酒精溶液的腐蚀，在显微镜下呈白亮色，但受碱性苦味酸钠的腐蚀，在 显微镜下呈黑色。渗碳体的显微组织形态很多，在钢和铸铁中与其他相共存时呈片状、粒 状、网状或板状。 渗碳体是碳钢中主要的强化相，它的形状与分布对钢的性能有很大的影响。同时Fe3C又是 一种介（亚）稳定相，在一定条件下会发生分解：Fe3C→3Fe+C，所分解出的单质碳为 石墨。 渗碳体（Fe3C或Cm）：渗碳体是铁和碳形成的金属化合物，含碳量为6.67%（有些书上 为6.69%），具有复杂的斜方晶体结构，熔点为1227℃。在钢中，渗碳体以不同形态和大 小的晶体出现在组织中，对钢的力学性能影响很大。 经3%～5%硝酸酒精溶液侵蚀后呈白 亮色,若用苦味酸钠溶液热侵蚀，则被染成黑褐色，而铁素体仍为白色，由此可区别开铁素 体和渗碳体。渗碳体的硬度很高，达到HB800以上，脆性很大，强度和塑性很差。经过不 同的热处理，渗碳体可以成片状、粒状或断续网状。在一定条件下（如高温长期停留或缓 慢冷却），渗碳体可以分解而形成石墨状的自由碳：Fe3C→3Fe + C(石墨)。这一过程对 于铸铁和石墨钢具有重要意义。
中小球墨铸铁件渗碳体之成因和消除
中小球墨铸铁件渗碳体之成因和消除罗伦科（四川重庆市：630712重庆红岩机器厂）摘要：中小球墨铸铁件渗碳体产生的主要原因中小球墨铸铁件渗碳体产生的主要原因中小球墨铸铁件渗碳体产生的主要原因：：化学成分不合理化学成分不合理、、孕育效果的衰退及高温石墨化退火等因素果的衰退及高温石墨化退火等因素。
在生产中严格控制Si 、RE 含量及加强多次孕育是消除渗碳体的有效措施孕育是消除渗碳体的有效措施。
主题词：球墨铸铁，渗碳体重庆红岩机器厂是生产大功率柴油机组的专业化工厂。
其铸铁件约占机组总重量的80％，而中小球墨铸铁件品种多、数量大、壁薄，如摇臂、壳体、挂脚、凸轮轴正时齿轮等，壁厚7～40mm ，重量2.2～50Kg 不等，且材质为QT450－10。
材质验收以Y25mm 单铸试块为依据，其中要求渗碳体小于或等于3％。
为此，作者根据以前的生产经验，结合该厂具体情况对中小球墨铸铁件渗碳体之形成原因进行了初步的分析，并且找出了适合生产实际的解决措施。
1. 生产条件粘土砂造型，冲天炉熔化铁液，应用稀土镁球化剂，冲入法处理铁液，孕育剂为75SiFe 。
2. 渗碳体之成因铸态球墨铸铁经常出现渗碳体。
大量的渗碳体集中出现在冷却速度较快的铸件表皮或薄壁处即为白口；渗碳体量多而集中在热节或最后凝固的地方，宏观上通常称之为反白口。
白口和反白口均为铸造缺陷。
特别是在稀土镁球化处理时尤为严重。
白口一般为块状或骨骼状渗碳体，反白口则为密集针状渗碳体。
铸件组织出现白口或反白口使其综合力学性能下降，硬度增高而无法进行机械加工。
中小球墨铸铁件渗碳体形成的原因有以下几个方面。
2.1 化学成分球墨铸铁的化学成分与灰铸铁相比，其特点是：碳、硅要高，硫、磷要低。
薄壁中小球墨铸铁件其含硅量更应高一些，以防止出现大量渗碳体和白口。
根据作者以往的实践经验和参阅理论分析方面的报道，认为化学成分引起渗碳体产生的主要原因是Si 和RE 。
现将该厂以往合格铸件和因渗碳体而报废铸件的化学成分摘录如表1所列，其中C、Mn、P、S、Mg的含量分别为：3.6％～3.8％、0.2％～0.5％、0.03％～0.05％、＜0.02和0.035％～0.05％。
工程材料与热处理第3章作业题参考答案
⼯程材料与热处理第3章作业题参考答案1.置换固溶体中，被置换的溶剂原⼦哪⾥去了答：溶质把溶剂原⼦置换后，溶剂原⼦重新加⼊晶体排列中，处于晶格的格点位置。
2.间隙固溶体和间隙化合物在晶体结构与性能上的区别何在举例说明之。
答：间隙固溶体是溶质原⼦进⼊溶剂晶格的间隙中⽽形成的固溶体，间隙固溶体的晶体结构与溶剂组元的结构相同，形成间隙固溶体可以提⾼⾦属的强度和硬度，起到固溶强化的作⽤。
如：铁素体F是碳在α-Fe中的间隙固溶体，晶体结构与α-Fe相同，为体⼼⽴⽅，碳的溶⼊使铁素体F强度⾼于纯铁。
间隙化合物的晶体结构与组元的结构不同，间隙化合物是由H、B、C、N等原⼦半径较⼩的⾮⾦属元素（以X表⽰）与过渡族⾦属元素（以M表⽰）结合，且半径⽐r X/r M＞时形成的晶体结构很复杂的化合物，如Fe3C间隙化合物硬⽽脆，塑性差。
3.现有A、B两元素组成如图所⽰的⼆元匀晶相图，试分析以下⼏种说法是否正确为什么（1）形成⼆元匀晶相图的A与B两个相元的晶格类型可以不同，但是原⼦⼤⼩⼀定相等。
（2）K合⾦结晶过程中，由于固相成分随固相线变化，故已结晶出来的固溶体中含B 量总是⾼于原液相中含B量.（3）固溶体合⾦按匀晶相图进⾏结晶时，由于不同温度下结晶出来的固溶体成分和剩余液相成分不相同，故在平衡态下固溶体的成分是不均匀的。
答：（1）错：Cu-Ni合⾦形成匀晶相图，但两者的原⼦⼤⼩相差不⼤。
（2）对：在同⼀温度下做温度线，分别与固相和液相线相交，过交点，做垂直线与成分线AB相交，可以看出与固相线交点处B含量⾼于另⼀点。
(3)错：虽然结晶出来成分不同，由于原⼦的扩散，平衡状态下固溶体的成分是均匀的。
4.共析部分的Mg-Cu相图如图所⽰：(1)填⼊各区域的组织组成物和相组成物。
在各区域中是否会有纯Mg相存在为什么答: Mg-Mg2Cu系的相组成物如下图：（α为Cu在Mg中的固溶体）Mg-Mg2Cu系的组织组成物如下图：（α为Cu在Mg中的固溶体，）在各区域中不会有纯Mg相存在，此时Mg以固溶体形式存在。
机械工程材料第四章铁碳合金相图
第四章铁碳合金相图教学目的及其要求通过本章学习，使学生们掌握铁碳合金的基本知识，学懂铁碳相图的特征点、线及其意义，了解铁碳相图的应用。
主要内容1．铁碳合金的相组成2．铁碳合金相图及其应用3．碳钢的分类、编号及应用学时安排讲课4学时教学重点1．铁碳合金相图及应用2．典型合金的结晶过程分析教学难点铁碳合金相图的分析和应用。
教学过程第一节纯铁、铁碳合金中的相一、铁碳合金的组元铁：熔点1538℃，塑性好，强度硬度极低，在结晶过程中存在着同素异晶转变。
不同结构的铁与碳可以形成不同的固溶体。
由于纯铁具有同素异构转变，在生产上可以通过热处理对钢和铸铁改变其组织和性能。
碳：在Fe－Fe3C相图中，碳有两种存在形式：一是以化合物Fe3C形式存在；二是以间隙固溶体形式存在。
二、铁碳合金中的基本相相：指系统中具有同一聚集状态、同一化学成分、同一结构并以界面隔开的均匀组成部分。
铁碳合金系统中，铁和碳相互作用形成的相有两种：固溶体和金属化合物。
固溶体是铁素体和奥氏体；金属化合物是渗碳体。
这也是碳在合金中的两种存在形式。
1．铁素体碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体称为铁素体，用α或者F表示，为体心立方晶格结构。
塑性好，强度硬度低。
2．奥氏体碳溶于γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体，用γ或者A表示，为面心立方晶格结构。
塑性好，强度硬度略高于铁素体，无磁性。
3．渗碳体Fe3C：晶体结构复杂，含碳量6.69％，熔点高，硬而脆，几乎没有塑性。
渗碳体对合金性能的影响：（1）渗碳体的存在能提高合金的硬度、耐磨性，使合金的塑性和韧性降低。
（2）对强度的影响与渗碳体的形态和分布有关：以层片状或粒状均匀分布在组织中，能提高合金的强度；以连续网状、粗大的片状或作为基体出现时，急剧降低合金的强度、塑性韧性。
二、两相机械混合物珠光体：铁素体与渗碳体的两相混合物，强度、硬度及塑性适中。
莱氏体：奥氏体与渗碳体的混合物；室温下为珠光体与渗碳体的混合物，又硬又脆。
钢材碳含量标准
类别 品种说 明
型材
重轨 每米重量大于30千克的钢轨（包括起重机轨）
轻轨每米重量小于或等于30千克的钢轨
大型型钢 一般钢圆钢、方钢、扁钢、六角钢、工字钢、槽钢、等边和不等边角钢及螺 纹钢等。按尺寸大小分为 Nhomakorabea、中、小型。
中型型钢
小型型钢
线材直径5-10毫米的圆钢和盘条
各种化学成分含量的多少，对钢筋机械性能和可焊性的影响极大。一般建筑用钢筋在正 常状况下不作化学成分的检验，但在选用钢筋时，仍需留意钢筋的化学成分。下面介绍钢筋 中主要的五种元素对其性能的影响。
碳（C）：碳与铁形成化合物渗碳体（Fe3C）,材性硬且脆，钢中含碳量增加渗碳体量就 大，钢的硬度和强度也提高，而塑性和韧性则下降，材性变脆，其焊接性也随之变差。
6.制绳钢丝用无扭控冷、热轧盘条(ZBH44004-88),制绳钢丝用无扭控冷热 轧盘和用优质碳素结构钢，在无扭线材轧机上轧制，轧制后掌握冷却而制成。这样轧成的盘 条，尺寸精度高，表面质量好，力学性能优越。
主要用途：主要用于拉制制绳钢丝和钢绞线钢丝。
7.碳素焊条钢盘条(GB3429-82),碳素焊条钢盘条由低碳优质碳素结构钢热 轧制成。
主要用途：主要用于制造手工电弧焊焊芯。
8.碳素焊条钢无扭控冷、热轧盘条(ZBH44005-88),碳素焊条钢无扭控冷、 热轧盘条是在封锁扭线材轧机上轧制，并进行轧后掌握冷却而制成。其尺寸精度高、表面质 量好、性能优越，是一种高质量的焊条钢盘条。
主要用途：主要用于制造具有药皮的电焊条钢芯的碳素钢热轧圆盘条。
主要用途：普线主要用于建筑钢筋混凝土结构作配筋用，也可冷拔拉制成钢丝, 作捆扎等用。
各种渗碳体的异同
各种渗碳体的异同一次渗碳体：在铁-石墨相图中,碳含量大于4.3％时,在L（Fe＋Fe3C）两相区内结晶析出的初生Fe3C为一次渗碳体,形成温度于共晶温度（1148℃）以上,形貌为大的片（其间为共晶组织）.碳含量于 4.3%～6.69%是其典型成分区间。
一次渗碳体是从液态结晶时产生的，一般是较大的条块状，其大小和多少随合金的成份和冷却速度而定，在过共晶铁碳合金中常见到。
这是一种金属间化合物，非金属的性质很明显，性能是硬而脆的，也就是常讲的Fe3C。
生产中可通过长时间的高温扩散退火来进行消除。
二次渗碳体：在铁-石墨相图中,碳含量大于0.77％时,在A（Fe＋Fe3C）两相区内析出的Fe3C为二次渗碳体,形成温度于共晶温度（1148℃）与共析温度（727℃）之间,形貌以网状为典型.碳含量于0.77%～6.69％是其典型成分区间。
二次渗碳体在降温时因含碳量变化从奥氏体中而沿晶界析出的，多在过共析钢中出现，一般都是呈网状，由于对性能的影响不利，常可通过正火来打断二次渗碳体网，以改善性能。
三次渗碳体：在铁-石墨相图中,F（Fe＋Fe3C）两相区内析出的Fe3C，形成温度于共析温度（727℃）以下,形貌为细片状或粒状。
三次渗碳体是在降温时因含碳量变化从铁素体中而沿晶界析出的，在各种钢中都可能出现，只是因为铁素体的碳溶解度变化不大，不易被发现，一般也是呈网状或断续网状。
在多数钢中对性能的影响不大，但在低碳钢中有时会因三次渗碳体的出现使塑性下降很多，影响冲压、冷镦等的加工，这时可在加热到A C1以上然后的快速冷却来消除，也可用等温球化退火来处理使之球化。
共晶渗碳体：于共晶温度（1148℃）形成的共晶组织A（Fe＋Fe3C）中的Fe3C 体.形貌为片状的共晶组织形貌.碳含量约为4.3%。
共析渗碳体：于共析温度（727℃）形成的共析组织F（Fe+Fe3C）中的Fe3C,形貌为片状的共析组织形貌.碳含量约为0.77%。
材料科学基础铁碳合金的组织及其性能
组元: Fe, Fe3C
L+Fe3C
0.0218 2
组元: Fe, Fe3C
L+Fe3C
0.0218 3
基本相
高温铁素体：碳溶于δ-Fe中的间 隙固溶体，体心立方，符号： ；最大溶碳量：0.09%
L+Fe3C
奥氏体：碳溶于γ-Fe中的间隙固 溶体，面心立方，符号：A或γ ；最大溶碳量：2.11%
但随着成分的不同，合金经历的转变不同， 因而相的相对量、相的形态、分布差异很大，也 就是说不同成分的铁碳合金的组织有很大的差异 。因为合金的性能是由其组织决定的，所以人们 更关注合金的组织。
温度
A
L+
H
B
NJ
A+
L
D
L+A
A
E
C
L+ Fe3C F
A+ Fe3C
G
A+
Ld
F
A+F
S Fe3CⅡ A+ Fe3CⅡ+Ld
3333
(6) 亚共晶白口铸铁( WC = 3.0% 的合金)
室温组织：P+Fe3CII+Ld’
34
亚共晶白口铁室温组织为P+Fe3CⅡ+Ld’，室温下组织组成物相 对重量百分比为：
N
1
D
2
C
E
F
3
4
(7) 过共晶白口铸铁( WC = 5.0% 的合金)
室温组织：Fe3CI+Ld’
37
以上分析可知，铁碳合金不管其成分如何， 其室温下的相组成都是铁素体和渗碳体。
始析出线。
铁碳合金的五种基本组织
铁碳合金的五种基本组织
铁碳合金是一种常见的金属材料，广泛应用于机械、汽车、航空等领域。
铁碳合金中的碳含量不同，其组织也会有所不同。
本文将介绍铁
碳合金的五种基本组织。
一、珠光体组织
珠光体是铁碳合金中最常见的组织之一，通常含有0.8%以上的碳。
珠光体由许多球形或半球形的晶粒组成，这些晶粒由铁和碳元素交替排
列而成。
珠光体具有良好的韧性和可加工性，在机械制造中广泛应用。
二、渗碳体组织
渗碳体是一种含有较高碳量（1.2%-2.0%）的铁碳合金组织，通常通
过在低温下将钢件浸入含有高浓度碳化物化学物质中来制备。
渗碳体
具有高硬度、高强度和耐磨性能优良等特点，在摩擦磨损领域得到广
泛应用。
三、马氏体组织
马氏体是一种在快速冷却过程中形成的铁碳合金组织，通常含有
0.2%-0.8%的碳。
马氏体具有高硬度、高强度和良好的韧性，是制造
高强度钢材的重要组织之一。
四、贝氏体组织
贝氏体是一种由铁和碳元素交替排列而成的组织，通常含有0.2%-0.8%的碳。
贝氏体具有较高的韧性和可塑性，同时也具有一定的硬度和强度，在汽车制造等领域得到广泛应用。
五、班氏体组织
班氏体是由温度升高时形成的铁碳合金组织，通常含有0.2%-0.8%的碳。
班氏体具有良好的韧性和可塑性，在机械制造中得到广泛应用。
结语：
以上就是铁碳合金的五种基本组织。
不同组织在机械制造等领域都有
不同的应用，因此在选择材料时需要根据具体使用场景来选择适合的
铁碳合金组织。
铁碳合金相图与共析钢结晶过程
珠光体
室温下，珠光体中两
相的相对重量百分比
1
2
是多少？
4L Q QL
3
6 .6 9 0 .7 7 8 8 .5 % 6 .6 9 0 .0 0 0 8
Q4
9
Q Fe3C 1 0 0 % 8 8 .5 % 1 1 .5 %
共析钢的结晶过程
总结：钢的结晶过程
1、共析钢的结晶过程 L → L+A → A → P 相组成物：F，Fe3C 2、亚共析钢的结晶过程 L→L+A → A → A+F → P+F 相组成物：F，Fe3C 3、过共析钢的结晶过程 L→L+A→A→A+Fe3CII→P+Fe3CII 相组成物：F，Fe3C
相图中有很广阔的奥氏体 区，面心立方晶格的高温 奥氏体有优良的塑性和较 好的强度，塑性变形抗力 很低，是热锻、热轧极好 的组织，轧、锻温度一般 选在图中影线部分。
（4)在焊接方面的应用
含碳量越低的钢焊接性越 好，含碳量增加时，随着 焊件壁厚的增加，需要预 热和焊后回火处理。
直线关系增大, 由全部为F的硬度约80 HB增大到全部为Fe3C时的约800 HB。 强度是一个对组织形态很敏感的性能。
高温组织为单相A ⒈ 含碳量对室温平衡组织的影响
11%C)高温组织为单相A ⑵ 两相区: L+A、L+Fe3C、A+Fe3C、A+F、F+Fe3C
即ECF(L+A+ Fe3C)、PSK(A+F+ Fe3C)两条水平线
L+ Fe3C
共析转变的产物是 F与
Fe3C的机械混合物，称 作珠光体，用P表示。
珠光体
渗碳体金相颜色-概述说明以及解释
渗碳体金相颜色-概述说明以及解释1.引言1.1 概述渗碳体金相颜色是金属材料在经过渗碳处理后所形成的一种特殊金相结构，其具有特定的颜色特征。
渗碳体金相颜色的形成与材料的化学成分、处理工艺以及显微组织等诸多因素密切相关。
随着工业的发展和技术的进步，渗碳处理作为一种重要的金属表面处理方法，被广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等行业领域。
渗碳体的形成与金属材料的基体元素之间的相互作用密切相关，通过将含有碳源的气体或液体浸渍到金属材料表面，使碳原子在金属表面扩散，与基体元素发生反应，形成一定深度的渗碳层。
这种渗碳层中所含的碳元素与基体元素之间的化学反应，将会改变材料的组织结构，形成独特的金相组织。
渗碳体金相颜色的原理则与金相组织中的晶体结构、晶格缺陷以及金属晶界等因素密切相关。
不同的晶格缺陷和晶界会对光的吸收和反射产生不同的影响，从而形成不同的颜色特征。
例如，在渗碳体金相结构中，当晶体结构经历渗碳处理后，碳元素会影响晶体的晶格缺陷，从而使得金属材料呈现出诸如深褐色、紫铜色、蓝色等多种不同的金相颜色。
渗碳体金相颜色在材料工程领域具有广泛的应用价值。
通过观察和分析渗碳体金相颜色，可以了解材料的渗碳层厚度、组织结构以及材料的性能特点。
这对于材料的工艺控制、质量检测以及性能改进具有重要意义。
此外，渗碳体金相颜色的研究也为新材料的开发和应用提供了理论指导和实验基础。
然而，渗碳体金相颜色的研究仍处于初级阶段，尚有很多问题亟待解决。
比如，如何通过调节处理工艺和材料组成来控制渗碳体金相颜色的形成，如何准确测量和表征金相颜色等。
因此，未来的研究需要进一步探索渗碳体金相颜色的机理和特性，从而为材料科学和工程技术的发展做出更大的贡献。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以如下所示：2. 正文2.1 渗碳体的形成2.2 渗碳体金相颜色的原理首先，在本文的正文部分将详细介绍渗碳体金相颜色的相关知识。
其中，2.1节将探讨渗碳体的形成机制，包括渗碳体的定义、形成条件以及常见的形成方法等内容。
游离渗碳体消除方法
游离渗碳体消除方法标题：游离渗碳体消除方法：全面解析与应对策略游离渗碳体是金属材料中常见的一种缺陷，它会严重影响材料的性能和产品质量。
因此，了解并掌握消除游离渗碳体的方法对于提升材料质量和工艺水平具有重要意义。
本文将为您详细介绍游离渗碳体的形成原因及相应的消除方法。
一、游离渗碳体的形成原因游离渗碳体主要是在金属冶炼和热处理过程中形成的。
以下是游离渗碳体形成的主要原因：1.冶炼过程中碳含量控制不当，导致碳元素在晶界处富集，形成游离渗碳体。
2.热处理过程中，加热温度和保温时间控制不当，使碳元素在奥氏体晶界处偏聚，形成游离渗碳体。
3.材料中的夹杂物、气体孔洞等缺陷，为碳元素的富集提供了条件，促使游离渗碳体的形成。
二、游离渗碳体的消除方法针对游离渗碳体的形成原因，可以采取以下方法进行消除：1.控制碳含量：在冶炼过程中，严格控制碳含量，避免碳元素在晶界处富集。
对于已经形成的游离渗碳体，可以通过调整碳含量，使其重新溶解。
2.优化热处理工艺：合理控制热处理过程中的加热温度、保温时间和冷却速度，减少碳元素在晶界处的偏聚。
（1）提高加热温度：适当提高加热温度，使碳元素充分扩散，减少晶界处的碳富集。
（2）延长保温时间：延长保温时间，使碳元素有足够的时间扩散，减少游离渗碳体的形成。
（3）控制冷却速度：合理控制冷却速度，避免碳元素在晶界处富集。
3.改善材料质量：提高材料的纯净度，减少夹杂物和气体孔洞等缺陷，降低游离渗碳体的形成。
4.添加合金元素：在材料中添加适量的合金元素，如钒、钛等，可以改变碳在晶界处的分布，减少游离渗碳体的形成。
5.表面处理：对材料表面进行喷丸、滚压等处理，使晶界处的碳元素发生塑性变形，从而减少游离渗碳体的形成。
三、总结游离渗碳体是金属材料中的一种常见缺陷，通过控制碳含量、优化热处理工艺、改善材料质量、添加合金元素和表面处理等方法，可以有效消除游离渗碳体，提高材料质量和产品性能。
钢材脱碳处理后组织结构
钢材脱碳处理后组织结构钢材脱碳处理是针对碳含量过高的钢材进行的一种重要热处理过程。
脱碳处理的目的是通过加热和冷却过程中的碳扩散作用，使钢材中的碳元素向表面扩散，从而达到降低钢材碳含量的效果。
脱碳处理后，钢材的组织结构会发生变化，形成不同的相组成。
本文将从脱碳处理后的组织结构和其影响因素两个方面进行阐述。
一、脱碳处理后的组织结构脱碳处理后，钢材的组织结构主要包括珠光体、渗碳体和铁素体。
珠光体是钢材中最柔软的组织，其主要由铁素体和少量渗碳体组成，呈珠状分布，具有良好的韧性和可加工性。
渗碳体是由过饱和的碳元素在钢材中析出形成的，其硬度高于珠光体，但韧性较差。
铁素体是由钢材中的铁元素组成的，具有高硬度和负责性。
脱碳处理后的组织结构对钢材的性能有重要影响。
珠光体的存在使钢材具有较好的可塑性和韧性，适用于制造需要较高强度和韧性的零件。
渗碳体的硬度高，使钢材具有较好的耐磨性和切削性能，适用于制造刀具等需要高硬度的零件。
铁素体的硬度和负责性介于珠光体和渗碳体之间，使钢材具有中等强度和耐磨性。
二、脱碳处理后组织结构的影响因素脱碳处理后的组织结构受多种因素影响。
其中，温度是影响钢材组织结构的重要因素之一。
在脱碳处理过程中，温度的升高会促进碳元素的扩散，使渗碳体的含量增加，而温度的降低则会使渗碳体的含量减少。
此外，保持温度的时间也会影响组织结构的形成，时间越长，渗碳体的含量越高。
除了温度外，碳含量也是影响组织结构的重要因素。
较高的碳含量会促使渗碳体的形成，而较低的碳含量则会使渗碳体的含量降低。
此外，钢材中的合金元素也会对组织结构产生影响。
常见的合金元素如铬、钼、钒等，它们的存在会改变钢材的相组成，使组织结构发生变化。
脱碳处理的冷却速度也会影响组织结构的形成。
较快的冷却速度会使渗碳体的含量减少，珠光体的含量增加，而较慢的冷却速度则会使渗碳体的含量增加，珠光体的含量减少。
总结起来，钢材脱碳处理后的组织结构主要由珠光体、渗碳体和铁素体组成。