钢铁材料基础知识 课件
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3、伸长率（或叫延伸率）
试样在拉断后，其标距部分所增加的长度与原标距长度 的百分比称为伸长率。以A表示。单位为%。
21
液压式万能电子材料试验机
22
拉伸试验
标距
l0
三、试样
1．材料类型
低碳钢：塑性材料的典型代表
灰铸铁：脆性材料的典型代表
d0
标点
主动指针：反映载荷瞬时大小；
试验机读数表盘
被动指针：反映最大载荷；
断收面缩率：y
A0 A1 A0
100%
25
屈服强度( yield strength)
பைடு நூலகம்
= s0.2 ( M pa )
s
F0.2
Fs
试样屈服时的载荷( N )
S0
试样原始横截面积( mm2)
条件屈服强度:
规定残余伸长应力： s0.2 =F0.2 /S 0
o 0.2%l0
l
26
三、主要机械性能
4、冷弯 金属的冷弯曲试验是检查金属材料，在冷状
钢铁是我们广泛应用的一种生产资料。在工业、 农业、交通、建筑、国防等部门钢铁材料所起的 作用尤为重要。 在世界范围内钢铁的需求量很大 。
可以说，钢铁是伴随着人类社会的发展而发展， 人类社会离不开钢铁。
3
二、钢铁材料广泛使用的原因
1、钢材组织、结构和性能的多样性
对于钢铁材料，人们可以用铁这一元素为基体，得到从低 强度到高强度，从低塑性到高塑性，从韧性到脆性的各种 钢铁材料，以及具有优良的耐磨性能、耐热性能和耐腐蚀 性能和磁性等各种优良性能的合金。其原因是在钢材生产 中,可以通过控制温度和各种合金的配比组合形成不同的组 织结构，以得到需要的性能。
铁素体性能接近纯铁，有很高的塑性，很软强度很低。
11
一、金属学基本概念
5、渗碳体
渗碳体是铁和碳的化合物（又称碳化铁，可用Fe3 C表示 ）。因为碳在α -Fe中溶解度很小，常温下碳大都以渗碳体存 在于铁碳合金中。
渗碳体的熔化温度约为1600℃。脆性极大，硬度很高 ，塑性几乎为零。
6、珠光体
珠光体是含碳量约为0.8%的碳钢共析转变的产物，由铁 素体和渗碳体相间排列的片层状组织。
态下，承受不同程度的弯曲变形性能，以显示其 缺陷。
根据钢种及技术条件的要求，弯曲角度分为 90度、120度和180度;弯心直径分为0和试样厚度 a的n倍;试样宽度分为窄试样和宽试样。
27
三、主要机械性能
5、冲击韧性
用一定尺寸和形状的金属试样，在规定类型的试验机上 受冲击的负荷折断时，试样刻槽处单位横截面上所消耗的 冲击功，称为冲击韧性。它表示金属材料承受冲击负荷的 抵抗能力。国家标准（GB229-63）规定以梅氏试样作为 冲击韧性的标准试样。其尺寸为10X10X55单位毫米）中 间带有“U”形刻槽。此外还有V型（夏比）冲击试验，其 尺寸为10×10×55。
2、具有深入的理论研究和丰富的实践经验
除了要有多样的性能外，还需要人们去认识它。经过长期 的理论研究和实践，人们对钢铁材料已具有了比较深入的 理论研究和丰富的实践经验。如金属学、热处理、冶金学 、轧制原理和材料力学等。
4
二、钢铁材料广泛使用的原因
3、容易生产加工
钢材容易生产加工，可以轧制、锻造、挤压和冲压成型， 还可以车削、焊接和铸造，加工成各种需要的形状。钢铁 材料制品的生产方式，最主要的是轧制，占生产量的90% 以上。因为轧制法生产效率高，产品种类多,生产成本低， 适合于大规模生产。这些优点使钢铁产品具有难以被其他 材料代替的重要位置。
一、钢铁生产的重要意义 二、钢铁材料广泛使用的原因
1、钢材组织、结构和性能的多样性 2、具有深入的理论研究和丰富的实践经验 3、容易生产加工 4、可循环使用，使资源得到充分保证
2
一、钢铁生产的重要意义
根据考古学家把人类历史阶段划分为石器时代、 铜器时代（4000多年前）和铁器时代（3000多年 前）的事实，就可以充分说明在人类历史发展过 程中，金属材料起着极为重要的作用。
13
8、铁碳二重相图
14
铁碳合金冷却时组织变化的分析
15
铁碳合金冷却时组织变化的分析
Ⅱ合金（共析钢）的成分位于共析点，冷却过程中的组 织变化如图1-19所示。冷至1点开始从液相中析出γ相，冷 至2点结晶完了变成均一的γ固溶体。冷至3点（727℃）发 生共析反应全部分解成共析体。
γ0.77→α0.0218+ Fe3C 钢铁中的共析体，根据其形貌特征，定名为珠光体， 常用P来表示。珠光体是片层状的两组机械混合物，如图 1-20所示。利用杠杆定理可以计算出珠光体中α铁素体和 渗碳体的相对量： α%=( 6.69-0.77)/(6.69-0.0218) ×100%=88% Fe3C%=（100-88）%=12%
二、钢与生铁及其特点
一般而言，钢与生铁都是以铁为主的铁碳合金。它们的主 要区别是： 钢的含碳量≤2.0%，生铁含碳量>2.0～6.69% 钢具有良好的塑性和韧性，生铁则脆而硬 钢具有加工性、可焊性、可锻性，生铁则无此特性，但具 有可铸造性 钢中的P、S含量比生铁低
一、金属及合金 二、钢与生铁及其特点 三、钢的分类 四、钢铁生产
（一）钢铁生产钢铁生产工艺流程 （二）采矿烧结 （三）炼铁 （四）炼钢 （五）炉外精炼
34
钢的分类及生产
一、金属及合金
钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证 其韧性和塑性，含碳量一般不超过2.0%。钢的主要元素 除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。
2、正火
正火（又叫常化或正常化）是将钢加热到Ac3点以上 30~50℃或更高温度的奥氏体区域，保温一定时间后在空 气中进行冷却，以获得珠光体类的组织。
18
二、热处理基本概念
退火和正火两者的主要区别在于冷却速度的不同，得到 的组织虽然都是珠光体型转变产物，但其分散度不同。退 火和正火既可作为预备热处理，也可作为最终热处理，视 性能的要求和加工过程的需要而定。
2．标准试样：尺寸符合国标的试样
标距：等截面测试部分长度
23
拉伸过程
24
拉伸试验
测定低碳钢拉伸机械性能(Rel ss、Rm sb 、A d、 y )
F
Fb 颈缩阶段
Fe FpFs屈服阶强段化阶段
冷作硬化 线弹性阶段
Dl O
屈服点：
ss
Fs A0
抗拉强度：
sb
Fb A0
伸长率：d l1 l0 100% l0
钢铁材料基础知识
钢铁材料基础知识(讲座）
第一节钢铁生产的意义及其广泛应用 第二节 金属学热处理及机械性能基本概念 第三节 钢的分类及生产 第四节 钢材产品的分类及生产 第五节 钢中的元素及其作用 第六节 武钢热轧专用钢牌号性能及用途 第七节 产品技术标准及主要内容
1
第一节钢铁生产的意义及其广泛应用
6、时效
在日常生产中常发现，如低碳钢板等材料经加工（热加 工或冷变形等）后，在室温放置一定时间，它的机械性能 发生了变化。一般讲，硬度和强度有所增加，塑性、韧性 和内应力则有所降低，而其组织则由亚稳定状态逐渐过渡 到较稳定状态。这种金属材料的性能随时间的延长而发生 变化的现象称为时效。
20
三、主要机械性能
用一定直径D的淬硬的钢球，以规定负荷P压入试验金 属的表面并保持一定时间，而后去掉负荷，测量试样表面 所压出的园形凹陷压痕直径d，据以算出压痕球面积F，以 负荷P除以压痕球面积F所得之商，即为试样的布氏硬度值 。布氏硬度以HB表示，单位为牛顿/ m㎡。
31
布氏硬度（HB）
32
布氏硬度原理
33
第三节 钢的分类及生产
自然界中所有的金属都是结晶体。金属的结晶发生在凝 固过程中。金属凝固时其原子本身能够排列出几种形式， 其中最有共性的3种形式表示在图中。
7
一、金属学基本概念
1、同素异晶转变
当一种金属处于从一种结晶格子向另一种结晶格子转变的时候，这 种结晶转变就是同素异晶转变。铁的同素异晶形式如下所列：
铁的同素异晶形式温度范围：α体心立方（≤910 ℃ ）γ面心立方（ 910~1403 ℃ ）δ体心立方（1403~1535 ℃）
8
一、金属学基本概念
2、固溶体
是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组 元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶 体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。
当金属A与另一种具有不同晶格的金属B形成固溶体时 ，该固溶体的晶格可能与两种金属中的某一金属晶格相同 ，也可能与它们的晶格都不相同。在固溶体的晶格与某一 金属相同的情况下，金属A就被认为是溶剂，而金属B则被 认为是溶质。如果固溶体的晶格与两种金属的晶格都不相 同，那么可以认为比例大的金属是溶剂。
16
碳钢临界点在铁碳平衡图上的相对位置
17
二、热处理基本概念
1、退火
退火是将钢加热到临界点（ Ac3或Ac1）或再结晶温度 以上，保温一定时间后随炉缓慢冷却，以获得接近于平衡 状态的组织。
退火的目的是（1）降低钢的硬度，消除内应力或冷作 硬化，提高塑性以利于继续冷加工；（2）改善或消除毛 坯在铸、锻、焊时所造成的成分或组织不均（如偏析、带 状组织和魏氏组织等），以提高其工艺性能和使用性能； （3）改善高碳钢中碳化物的分布和形态。
3、淬火
淬火就是把钢加热到临界温度（Ac3或Ac1）以上，保 温一定时间使之奥氏体化后，再以大于临界冷却速度的冷 速急剧冷却，从而获得马氏体组织的热处理方法。
4、回火
把已淬火钢加热到Ac1点以下的温度，保持一段时间， 然后冷却的一种操作叫做回火。
19
二、热处理基本概念
5、调质处理
利用淬火和高温（或中温）回火这样双重热处理以得到 所需要的强度和韧性的工艺叫做调质处理。适于进行调质 处理的钢叫调质钢。一般指中碳钢和中碳合金结构钢。
9
ａ:置换式固溶体晶格 ｂ:间隙固溶体晶格
10
一、金属学基本概念
3、奥氏体
奥氏体是碳在γ-Fe（面心立方）中的间隙固溶体，碳的 最大固溶量为2.1%,在合金钢中则是碳和合金元素溶于γFe 中所形成的固溶体。
奥氏体具有面心立方晶格塑性很高。
4、铁素体
铁素体是碳在α-Fe（体心立方）中的间隙固溶体，常温 下碳的固溶量为0.008%，具有体心立方晶格。
二、热处理基本概念
1、退火； 2、正火；3、淬火； 4、回火 5、调质处理 6、时效
三、主要机械性能
1、屈服强度； 2、抗拉强度； 3、伸长率； 4、冷弯； 5、冲击韧性； 6、硬度
6
一、金属学基本概念
一切物质都既可以非晶状态存在，又可以结晶状态存在 。在非晶状态下，物质的原子是杂乱无章排列的，它们的 相互位置不是固定的。在结晶状态下，物质是由那些按照 某种严格的几何模型排列的原子，更严格地说是离子组成 的。物质不同，这种模型就会变化。
1、 屈服点（或叫物理屈服强度）
试样在拉伸过程中，负荷不增加或开始有所降低而试样 仍能继续变形时的恒定、最大或最小负荷除以原横截面积 所得的应力，该应力分别为试样的上屈强度（ReH）或下 屈强度（Rel）。单位为牛顿/平方毫米（N/ m㎡） 。
2、抗拉强度（或叫强度极限）
试样拉伸时，在拉断前所承受的最大负荷除以原横截面 积所得的应力称为抗拉强度，它表示金属材料在拉力作用 下抵抗破坏的最大能力。单位为牛顿/平方毫米（N/ m㎡） 。
4、可循环使用，使资源得到充分保证
钢铁材料可以回收利用，循环使用。由矿石（氧化铁）经 冶炼（还原）成钢铁，使用过程中又氧化成氧化铁，回到 大自然，遵守物质不灭定律。从理论上讲可以用之不尽， 使资源得到充分保证。
5
第二节 金属学热处理及机械性能基本概 念
一、金属学基本概念
1、同素异晶转变；2、固溶体； 3、奥氏体； 4、铁素体 ； 5、渗碳体； 6、珠光体; 7、马氏体；8、铁碳相图
转变温度越低珠光体的片层间距越小。按片间距大小， 分别称为珠光体、索氏体和屈氏体。由于它们之间没有实 质上的区别，可以统一称为珠光体。
12
一、金属学基本概念
7、马氏体 马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，是钢在
奥氏体化后快速冷却时于马氏体点以下发生无扩 散性相变的产物。
马氏体处于亚稳状态，具有体心立方晶格。 淬火钢的马氏体很脆，冲击韧性很低，延伸率和 断面收缩率几乎为零。
冲击韧性以aK表示，单位为焦（焦耳J）。
28
冲击试验机
冲击试样和冲击试验示意图
29
试样冲断时所消耗的冲击功A k为:
A k = m g H – m g h (J)
冲击韧性值a k 就是试样缺口处位 截面积上所消耗的冲击功。
AK
a k=
S0
(J/cm²)
30
三、主要机械性能
6、硬度
金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度。根 据试验方法和适用范围的不同，硬度可分为：布氏硬度、 洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度以及显微硬度、高温硬度 等几种。 ⑴布氏硬度（HB）
试样在拉断后，其标距部分所增加的长度与原标距长度 的百分比称为伸长率。以A表示。单位为%。
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液压式万能电子材料试验机
22
拉伸试验
标距
l0
三、试样
1．材料类型
低碳钢：塑性材料的典型代表
灰铸铁：脆性材料的典型代表
d0
标点
主动指针：反映载荷瞬时大小；
试验机读数表盘
被动指针：反映最大载荷；
断收面缩率：y
A0 A1 A0
100%
25
屈服强度( yield strength)
பைடு நூலகம்
= s0.2 ( M pa )
s
F0.2
Fs
试样屈服时的载荷( N )
S0
试样原始横截面积( mm2)
条件屈服强度:
规定残余伸长应力： s0.2 =F0.2 /S 0
o 0.2%l0
l
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三、主要机械性能
4、冷弯 金属的冷弯曲试验是检查金属材料，在冷状
钢铁是我们广泛应用的一种生产资料。在工业、 农业、交通、建筑、国防等部门钢铁材料所起的 作用尤为重要。 在世界范围内钢铁的需求量很大 。
可以说，钢铁是伴随着人类社会的发展而发展， 人类社会离不开钢铁。
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二、钢铁材料广泛使用的原因
1、钢材组织、结构和性能的多样性
对于钢铁材料，人们可以用铁这一元素为基体，得到从低 强度到高强度，从低塑性到高塑性，从韧性到脆性的各种 钢铁材料，以及具有优良的耐磨性能、耐热性能和耐腐蚀 性能和磁性等各种优良性能的合金。其原因是在钢材生产 中,可以通过控制温度和各种合金的配比组合形成不同的组 织结构，以得到需要的性能。
铁素体性能接近纯铁，有很高的塑性，很软强度很低。
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一、金属学基本概念
5、渗碳体
渗碳体是铁和碳的化合物（又称碳化铁，可用Fe3 C表示 ）。因为碳在α -Fe中溶解度很小，常温下碳大都以渗碳体存 在于铁碳合金中。
渗碳体的熔化温度约为1600℃。脆性极大，硬度很高 ，塑性几乎为零。
6、珠光体
珠光体是含碳量约为0.8%的碳钢共析转变的产物，由铁 素体和渗碳体相间排列的片层状组织。
态下，承受不同程度的弯曲变形性能，以显示其 缺陷。
根据钢种及技术条件的要求，弯曲角度分为 90度、120度和180度;弯心直径分为0和试样厚度 a的n倍;试样宽度分为窄试样和宽试样。
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三、主要机械性能
5、冲击韧性
用一定尺寸和形状的金属试样，在规定类型的试验机上 受冲击的负荷折断时，试样刻槽处单位横截面上所消耗的 冲击功，称为冲击韧性。它表示金属材料承受冲击负荷的 抵抗能力。国家标准（GB229-63）规定以梅氏试样作为 冲击韧性的标准试样。其尺寸为10X10X55单位毫米）中 间带有“U”形刻槽。此外还有V型（夏比）冲击试验，其 尺寸为10×10×55。
2、具有深入的理论研究和丰富的实践经验
除了要有多样的性能外，还需要人们去认识它。经过长期 的理论研究和实践，人们对钢铁材料已具有了比较深入的 理论研究和丰富的实践经验。如金属学、热处理、冶金学 、轧制原理和材料力学等。
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二、钢铁材料广泛使用的原因
3、容易生产加工
钢材容易生产加工，可以轧制、锻造、挤压和冲压成型， 还可以车削、焊接和铸造，加工成各种需要的形状。钢铁 材料制品的生产方式，最主要的是轧制，占生产量的90% 以上。因为轧制法生产效率高，产品种类多,生产成本低， 适合于大规模生产。这些优点使钢铁产品具有难以被其他 材料代替的重要位置。
一、钢铁生产的重要意义 二、钢铁材料广泛使用的原因
1、钢材组织、结构和性能的多样性 2、具有深入的理论研究和丰富的实践经验 3、容易生产加工 4、可循环使用，使资源得到充分保证
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一、钢铁生产的重要意义
根据考古学家把人类历史阶段划分为石器时代、 铜器时代（4000多年前）和铁器时代（3000多年 前）的事实，就可以充分说明在人类历史发展过 程中，金属材料起着极为重要的作用。
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8、铁碳二重相图
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铁碳合金冷却时组织变化的分析
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铁碳合金冷却时组织变化的分析
Ⅱ合金（共析钢）的成分位于共析点，冷却过程中的组 织变化如图1-19所示。冷至1点开始从液相中析出γ相，冷 至2点结晶完了变成均一的γ固溶体。冷至3点（727℃）发 生共析反应全部分解成共析体。
γ0.77→α0.0218+ Fe3C 钢铁中的共析体，根据其形貌特征，定名为珠光体， 常用P来表示。珠光体是片层状的两组机械混合物，如图 1-20所示。利用杠杆定理可以计算出珠光体中α铁素体和 渗碳体的相对量： α%=( 6.69-0.77)/(6.69-0.0218) ×100%=88% Fe3C%=（100-88）%=12%
二、钢与生铁及其特点
一般而言，钢与生铁都是以铁为主的铁碳合金。它们的主 要区别是： 钢的含碳量≤2.0%，生铁含碳量>2.0～6.69% 钢具有良好的塑性和韧性，生铁则脆而硬 钢具有加工性、可焊性、可锻性，生铁则无此特性，但具 有可铸造性 钢中的P、S含量比生铁低
一、金属及合金 二、钢与生铁及其特点 三、钢的分类 四、钢铁生产
（一）钢铁生产钢铁生产工艺流程 （二）采矿烧结 （三）炼铁 （四）炼钢 （五）炉外精炼
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钢的分类及生产
一、金属及合金
钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证 其韧性和塑性，含碳量一般不超过2.0%。钢的主要元素 除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。
2、正火
正火（又叫常化或正常化）是将钢加热到Ac3点以上 30~50℃或更高温度的奥氏体区域，保温一定时间后在空 气中进行冷却，以获得珠光体类的组织。
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二、热处理基本概念
退火和正火两者的主要区别在于冷却速度的不同，得到 的组织虽然都是珠光体型转变产物，但其分散度不同。退 火和正火既可作为预备热处理，也可作为最终热处理，视 性能的要求和加工过程的需要而定。
2．标准试样：尺寸符合国标的试样
标距：等截面测试部分长度
23
拉伸过程
24
拉伸试验
测定低碳钢拉伸机械性能(Rel ss、Rm sb 、A d、 y )
F
Fb 颈缩阶段
Fe FpFs屈服阶强段化阶段
冷作硬化 线弹性阶段
Dl O
屈服点：
ss
Fs A0
抗拉强度：
sb
Fb A0
伸长率：d l1 l0 100% l0
钢铁材料基础知识
钢铁材料基础知识(讲座）
第一节钢铁生产的意义及其广泛应用 第二节 金属学热处理及机械性能基本概念 第三节 钢的分类及生产 第四节 钢材产品的分类及生产 第五节 钢中的元素及其作用 第六节 武钢热轧专用钢牌号性能及用途 第七节 产品技术标准及主要内容
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第一节钢铁生产的意义及其广泛应用
6、时效
在日常生产中常发现，如低碳钢板等材料经加工（热加 工或冷变形等）后，在室温放置一定时间，它的机械性能 发生了变化。一般讲，硬度和强度有所增加，塑性、韧性 和内应力则有所降低，而其组织则由亚稳定状态逐渐过渡 到较稳定状态。这种金属材料的性能随时间的延长而发生 变化的现象称为时效。
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三、主要机械性能
用一定直径D的淬硬的钢球，以规定负荷P压入试验金 属的表面并保持一定时间，而后去掉负荷，测量试样表面 所压出的园形凹陷压痕直径d，据以算出压痕球面积F，以 负荷P除以压痕球面积F所得之商，即为试样的布氏硬度值 。布氏硬度以HB表示，单位为牛顿/ m㎡。
31
布氏硬度（HB）
32
布氏硬度原理
33
第三节 钢的分类及生产
自然界中所有的金属都是结晶体。金属的结晶发生在凝 固过程中。金属凝固时其原子本身能够排列出几种形式， 其中最有共性的3种形式表示在图中。
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一、金属学基本概念
1、同素异晶转变
当一种金属处于从一种结晶格子向另一种结晶格子转变的时候，这 种结晶转变就是同素异晶转变。铁的同素异晶形式如下所列：
铁的同素异晶形式温度范围：α体心立方（≤910 ℃ ）γ面心立方（ 910~1403 ℃ ）δ体心立方（1403~1535 ℃）
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一、金属学基本概念
2、固溶体
是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组 元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶 体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。
当金属A与另一种具有不同晶格的金属B形成固溶体时 ，该固溶体的晶格可能与两种金属中的某一金属晶格相同 ，也可能与它们的晶格都不相同。在固溶体的晶格与某一 金属相同的情况下，金属A就被认为是溶剂，而金属B则被 认为是溶质。如果固溶体的晶格与两种金属的晶格都不相 同，那么可以认为比例大的金属是溶剂。
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碳钢临界点在铁碳平衡图上的相对位置
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二、热处理基本概念
1、退火
退火是将钢加热到临界点（ Ac3或Ac1）或再结晶温度 以上，保温一定时间后随炉缓慢冷却，以获得接近于平衡 状态的组织。
退火的目的是（1）降低钢的硬度，消除内应力或冷作 硬化，提高塑性以利于继续冷加工；（2）改善或消除毛 坯在铸、锻、焊时所造成的成分或组织不均（如偏析、带 状组织和魏氏组织等），以提高其工艺性能和使用性能； （3）改善高碳钢中碳化物的分布和形态。
3、淬火
淬火就是把钢加热到临界温度（Ac3或Ac1）以上，保 温一定时间使之奥氏体化后，再以大于临界冷却速度的冷 速急剧冷却，从而获得马氏体组织的热处理方法。
4、回火
把已淬火钢加热到Ac1点以下的温度，保持一段时间， 然后冷却的一种操作叫做回火。
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二、热处理基本概念
5、调质处理
利用淬火和高温（或中温）回火这样双重热处理以得到 所需要的强度和韧性的工艺叫做调质处理。适于进行调质 处理的钢叫调质钢。一般指中碳钢和中碳合金结构钢。
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ａ:置换式固溶体晶格 ｂ:间隙固溶体晶格
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一、金属学基本概念
3、奥氏体
奥氏体是碳在γ-Fe（面心立方）中的间隙固溶体，碳的 最大固溶量为2.1%,在合金钢中则是碳和合金元素溶于γFe 中所形成的固溶体。
奥氏体具有面心立方晶格塑性很高。
4、铁素体
铁素体是碳在α-Fe（体心立方）中的间隙固溶体，常温 下碳的固溶量为0.008%，具有体心立方晶格。
二、热处理基本概念
1、退火； 2、正火；3、淬火； 4、回火 5、调质处理 6、时效
三、主要机械性能
1、屈服强度； 2、抗拉强度； 3、伸长率； 4、冷弯； 5、冲击韧性； 6、硬度
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一、金属学基本概念
一切物质都既可以非晶状态存在，又可以结晶状态存在 。在非晶状态下，物质的原子是杂乱无章排列的，它们的 相互位置不是固定的。在结晶状态下，物质是由那些按照 某种严格的几何模型排列的原子，更严格地说是离子组成 的。物质不同，这种模型就会变化。
1、 屈服点（或叫物理屈服强度）
试样在拉伸过程中，负荷不增加或开始有所降低而试样 仍能继续变形时的恒定、最大或最小负荷除以原横截面积 所得的应力，该应力分别为试样的上屈强度（ReH）或下 屈强度（Rel）。单位为牛顿/平方毫米（N/ m㎡） 。
2、抗拉强度（或叫强度极限）
试样拉伸时，在拉断前所承受的最大负荷除以原横截面 积所得的应力称为抗拉强度，它表示金属材料在拉力作用 下抵抗破坏的最大能力。单位为牛顿/平方毫米（N/ m㎡） 。
4、可循环使用，使资源得到充分保证
钢铁材料可以回收利用，循环使用。由矿石（氧化铁）经 冶炼（还原）成钢铁，使用过程中又氧化成氧化铁，回到 大自然，遵守物质不灭定律。从理论上讲可以用之不尽， 使资源得到充分保证。
5
第二节 金属学热处理及机械性能基本概 念
一、金属学基本概念
1、同素异晶转变；2、固溶体； 3、奥氏体； 4、铁素体 ； 5、渗碳体； 6、珠光体; 7、马氏体；8、铁碳相图
转变温度越低珠光体的片层间距越小。按片间距大小， 分别称为珠光体、索氏体和屈氏体。由于它们之间没有实 质上的区别，可以统一称为珠光体。
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一、金属学基本概念
7、马氏体 马氏体是碳在α-Fe中的过饱和固溶体，是钢在
奥氏体化后快速冷却时于马氏体点以下发生无扩 散性相变的产物。
马氏体处于亚稳状态，具有体心立方晶格。 淬火钢的马氏体很脆，冲击韧性很低，延伸率和 断面收缩率几乎为零。
冲击韧性以aK表示，单位为焦（焦耳J）。
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冲击试验机
冲击试样和冲击试验示意图
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试样冲断时所消耗的冲击功A k为:
A k = m g H – m g h (J)
冲击韧性值a k 就是试样缺口处位 截面积上所消耗的冲击功。
AK
a k=
S0
(J/cm²)
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三、主要机械性能
6、硬度
金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度。根 据试验方法和适用范围的不同，硬度可分为：布氏硬度、 洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度以及显微硬度、高温硬度 等几种。 ⑴布氏硬度（HB）