碳钢的基本组织和钢材介绍 ppt课件
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碳钢及合金钢PPT课件
Q1Q92535 － A19Q52150－.14-0.2－2
Q215 Q235
A/B B21Q523501.9152-0.21075
C Q255 0.18
A/B C/D
D23Q52752150.17195
0－.30-0.36155-3900.3033
106.350-0.37305-4100.3031 0.35-0.80 0.30 108.355-0.38705-4600.3026
－ A0.20；50－C2 29 A0.30；452C73
A0.40；40C4
24 0.0C35522
－0.045－ F,b,Z－
260.04－5 /20F,b,－Z /27
2100..0043－005/-/2200
Z TZ－/27
Q2Q52555 A/BA / 2B55 02.3158-0.22815 200.450-0.47100-5100.3024 02.0250 / 02.0045 190.04－5 /20 Z －/27
表3-表1 3-碳2碳素素碳结结素构构结钢钢构的钢新牌的、号机老和械标化性准学能钢成(号分GB对(/GT照B7/0T07-0109-8189)88) 化牌号Q牌1学号95成GB等级分/T等和－7级0力1钢06-学材1屈9厚性0>服~8.6408度w能点006%(-标(C0均直).>~s1准11，须2径5000M保)P，a证10m>w5.拉m20(5%M-ABC0伸n.5)类 类 类抗强M0化bP钢 钢 钢拉度试/a学w0(— — —成%.3S验01分— — —i钢)6 材伸G保 保 保>~B厚长647证 证 证00度0不率0w0.力 化 化(%(大0-S直>~57学学学于011)s9径50,性成成00标)%,能分分准1m>5，，及m0w.%(0力4P5温)学℃冲度性击F脱方,能b试氧法(,VZ。击纵型验J功向冲) Q215 A / BQ1950.0不9-小0.1于5 0.25-0.55 0.30 0.0不5A01小/；0于.B0415 0.045 F,b不,Z小于
碳钢的基本组织和钢材介绍
（2）奥氏体
碳溶解在γ-Fe铁中形成固溶体称奥氏体。 γ-Fe原子间隙较大，碳的溶解度比α-Fe 中大得多，如在723℃时可溶解0.8％， 在1147℃时可达最大值2.06％。 奥氏体组织是在α-Fe发生同素异构转变 时产生的。由于奥氏体有较大的溶解 度，故塑性、韧性较好，且无磁性。
（3）渗碳体
所有生铁组织中都有莱氏体，多数碳以石墨 状存在，用作铸件的生铁称为铸铁。
（5）莱氏体
珠光体和初次渗碳体的共晶混合物。 具有较高的硬度，是一种较粗而硬的金 相组织，存在于白口铸铁、高碳钢中。
（6）马氏体
钢和铁从高温急冷下来的组织，是碳原 子在α-Fe中过饱和的固溶体。 具有很高的硬度，但很脆，延伸性低， 几乎不能承受冲击载荷。
二、 铁 碳 合 金 状 态 图
钢在加热时形成单一的奥氏体组织。
碳和铁形成一种化合物（Fe3C）称渗碳体。 熔点约1600℃，硬度高，塑性几乎等于零。 铁碳合金含碳量小于2％时，其组织是在 铁素体中散布着渗碳体，是碳素钢。 含碳量大于2％时，部分碳以石墨形式存 在，称铸铁。抗拉强度和塑性都比碳钢 低。但铸铁具有一定消震能力。
（4）珠光体
铁素体与渗碳体的机械混合物。 力学性能介于铁素体和渗碳体之间，即 其强度、硬度比铁素体显著提高；塑 性、韧性比铁素体差，但比渗碳体要 好得多。
碳钢的基本组织
碳在铁中的存在形式有固溶体、化合物 和混合物三种。 固溶体：两种或两种以上的元素在固态 下互相溶解，而仍然保持溶剂晶格原 来形式的物体 这三种不同的存在形式，形成了不同的 Fe中形成固溶体称铁素体。 α-Fe原子间隙小，溶碳能力低（室温 下0.006％），强度和硬度低，但塑 性和韧性很好。 低碳钢是含铁素体的钢，具有软而韧 的性能。
金属材料--碳钢与合金钢幻灯片PPT
20
成
Wc=0.65-1.40%，高碳
分热 处
钢 必须经淬火回火处理。
理性 能
高的硬度、强度，良好的耐 磨性，一定的塑性与韧性。
典型牌号 T8、T10、T12A
各类手工工具和简单模具,低速工具。
21
应 用
T7、T8、 T10、 T12、T13A
承受振动、 冲击的工 具，如冲 头、大锤、 木工工具。
理性 能
较高的强度，良好的塑性与
韧性；并具有良好的焊接性。
典型牌号 Q235
16
应
用
如表3-1（P28）
Q195、Q215、Q235、Q255、 275
一般桥梁、建筑结 可用于受力较
构，普通机械零件，大的机械零件，
如螺钉、螺母等。
如链轮、拉杆 等。
17
2、优质碳素结构钢
钢号：用平均碳质量分数的万分数的数字表示，例如： 20 钢表示碳质量分数为0.2％(万分之二十)
晶体 分布在晶界上，使得
对钢进行热加工时容易脆
化开裂，这种现象称为热
脆。
6
来 源 炼钢原料和燃料。 有益作用 少量能溶入F中，使强度、
硬度显著提高。
有害影响 引起钢的塑性和韧性急剧
下降，尤其在低温时脆性
有害元素 更大，这种现象称为冷脆。
7
氧、氢、氮的作用
有害元素 高温时溶入钢液，固态钢中溶解度极小，
机构零件
硬度高，多用作工具、模具和量具等
10
（2）按质量（按硫和磷的含量来分）
碳素钢ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
P
S
普通碳素钢 ≤0.045 ≤0.055
优质碳素钢 ≤0.040 ≤0.040
高级优质碳素钢 ≤0.035 ≤0.030
成
Wc=0.65-1.40%，高碳
分热 处
钢 必须经淬火回火处理。
理性 能
高的硬度、强度，良好的耐 磨性，一定的塑性与韧性。
典型牌号 T8、T10、T12A
各类手工工具和简单模具,低速工具。
21
应 用
T7、T8、 T10、 T12、T13A
承受振动、 冲击的工 具，如冲 头、大锤、 木工工具。
理性 能
较高的强度，良好的塑性与
韧性；并具有良好的焊接性。
典型牌号 Q235
16
应
用
如表3-1（P28）
Q195、Q215、Q235、Q255、 275
一般桥梁、建筑结 可用于受力较
构，普通机械零件，大的机械零件，
如螺钉、螺母等。
如链轮、拉杆 等。
17
2、优质碳素结构钢
钢号：用平均碳质量分数的万分数的数字表示，例如： 20 钢表示碳质量分数为0.2％(万分之二十)
晶体 分布在晶界上，使得
对钢进行热加工时容易脆
化开裂，这种现象称为热
脆。
6
来 源 炼钢原料和燃料。 有益作用 少量能溶入F中，使强度、
硬度显著提高。
有害影响 引起钢的塑性和韧性急剧
下降，尤其在低温时脆性
有害元素 更大，这种现象称为冷脆。
7
氧、氢、氮的作用
有害元素 高温时溶入钢液，固态钢中溶解度极小，
机构零件
硬度高，多用作工具、模具和量具等
10
（2）按质量（按硫和磷的含量来分）
碳素钢ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
P
S
普通碳素钢 ≤0.045 ≤0.055
优质碳素钢 ≤0.040 ≤0.040
高级优质碳素钢 ≤0.035 ≤0.030
项目一课题一任务一认识碳钢PPT课件
螺母、套筒、轴等
用于制造重要的焊接结构 件
7
思考与讨论：
Q235B按用途分属于（ 普通碳素结构 ） 钢；
按含碳量分属于（ 低碳 ）钢； 按质量分属于（ 普通质量 ）钢。
按质量分：
按含碳量可以把碳钢分为
低碳钢（WC ≤ 0.25%）,
普通质量钢（ws≤0.055%，
中碳钢（WC0.25%—0.6%） wp ≤0.045%）
例如T12钢表示Wc=1.2%的碳素工具钢。
11
任务一 认识碳钢
牌号 T7 T8
主要特征
应用举例
较好的强度和塑性配合，切 削能力较差
用于制造要求有较大塑性和一 定硬度但切削能力要求不太高 的工具，如：凿子、冲子、车 床顶尖、铁皮剪、钻头等
强度较低，塑性较差，热处 理后有较高的硬度及耐磨性
用于制造工作时不易变热的工 具，如斧、凿、冲头、手用锯 等。
轧钢机机架
飞轮
13
三、常见的碳钢 4、铸钢
任务一 认识碳钢
牌号：ZG屈服强度数值—抗拉强度数值
例如：ZG200-400，表示σs≥200MPa， σb≥400MPa的铸钢
常用的铸钢：
ZG200—400：韧性及塑性均好，但强度和 硬度较低，用于制作机座、电气吸盘、变速 箱体等零件。
Q235
等级 — A B A B C D任务一 认识碳钢 Nhomakorabea含碳量(%)
用途
0.06—0.12
用于制造承载较小的零件、 铁丝、铁圈、垫铁等。
0.09—0.15 用于制造拉杆、套圈、垫
0.09—0.15
圈、渗碳零件等
0.14—0.22
0.12—0.20 0.18 0.17
用于制造金属结构件、连 杆、吊钩、车钩、螺栓、
用于制造重要的焊接结构 件
7
思考与讨论：
Q235B按用途分属于（ 普通碳素结构 ） 钢；
按含碳量分属于（ 低碳 ）钢； 按质量分属于（ 普通质量 ）钢。
按质量分：
按含碳量可以把碳钢分为
低碳钢（WC ≤ 0.25%）,
普通质量钢（ws≤0.055%，
中碳钢（WC0.25%—0.6%） wp ≤0.045%）
例如T12钢表示Wc=1.2%的碳素工具钢。
11
任务一 认识碳钢
牌号 T7 T8
主要特征
应用举例
较好的强度和塑性配合，切 削能力较差
用于制造要求有较大塑性和一 定硬度但切削能力要求不太高 的工具，如：凿子、冲子、车 床顶尖、铁皮剪、钻头等
强度较低，塑性较差，热处 理后有较高的硬度及耐磨性
用于制造工作时不易变热的工 具，如斧、凿、冲头、手用锯 等。
轧钢机机架
飞轮
13
三、常见的碳钢 4、铸钢
任务一 认识碳钢
牌号：ZG屈服强度数值—抗拉强度数值
例如：ZG200-400，表示σs≥200MPa， σb≥400MPa的铸钢
常用的铸钢：
ZG200—400：韧性及塑性均好，但强度和 硬度较低，用于制作机座、电气吸盘、变速 箱体等零件。
Q235
等级 — A B A B C D任务一 认识碳钢 Nhomakorabea含碳量(%)
用途
0.06—0.12
用于制造承载较小的零件、 铁丝、铁圈、垫铁等。
0.09—0.15 用于制造拉杆、套圈、垫
0.09—0.15
圈、渗碳零件等
0.14—0.22
0.12—0.20 0.18 0.17
用于制造金属结构件、连 杆、吊钩、车钩、螺栓、
碳钢的分类及其基础知识(ppt 61页)
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30
●40Cr 低淬透性合金调质钢，油淬临界直径 为30 mm～40 mm，用于制造一般尺寸的重要零件。 ●35CrMo 中淬透性合金调质钢，油淬临界直径 为40 mm～60 mm，加入钼不仅可提高淬透性， 而且可防止第二类回火脆性。
●40CrNiMo 高淬透性合金调质钢，油淬临界直 径为60 mm～100 mm，铬镍钢中加入适当的钼， 不但具有好的淬透性，还可消除第二类回火脆性。
(2) 加入以锰为主的合金元素。
(3) 加入铌、钛或钒等辅加元素：少量的铌、
钛或钒在钢中形成细碳化物或碳氮化物，
有利于获得细小的铁素体晶粒和提高钢
的强度和韧性。 此外，加入少量铜
（≤0.4%）和磷（0.1%左右）等，可提
高抗腐蚀性能。加入少量稀土元素，可以
脱硫、去气，使钢材净化，改善韧性和工
艺性能。
主要有： 低合金高强度结构钢 合金渗碳钢 合金调质钢 合金弹簧钢 滚珠轴承钢 低合金高强度结构钢（简称低合金高强钢）
主要用于制造桥梁、船舶、车辆、锅炉、高压容器、 输油输气管道、大型钢结构等
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17
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18
性能要求
(1) 高强度：一般屈服强度在300 MPa以上。 (2) 高韧性：要求延伸率为15%～20%，
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27
合金调质钢 1.用途 2. 广泛用于制造汽车、拖拉机、机床和 其它机器上的各种重要零件，如机床 齿轮、主轴、汽车发动机曲轴、连杆、螺栓等。 2. 性能要求 调质件大多承受多种工作载荷，受力情况比较 复杂，要求高的综合机械性能，即具有高的强度 和良好的塑性、韧性。合金调质钢还要求有很好 的淬透性。但不同零件受力情况不同，对淬透性 的要求不一样。
碳钢PPT课件
铁碳合金相图
铁碳合金—碳钢和 铸铁，是工业应用 最广的合金。
含碳量为0.0218% ~2.11%的称钢
含碳量为 2.11%~ 6.69%的称铸铁。
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。
含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆， 已无实用价值。
是面心立方晶格的间隙固溶体。溶碳能力比铁素体 大，1148℃时最大为2.11%。
组织为不规则多面体 晶粒，晶界较直。强
度低、塑性好，钢材
热加工都在 区进行.
碳钢室温组织中无奥 氏体。
奥氏体
⑶ 渗碳体：即Fe3C, 含碳6.69%, 用Fe3C或Cm 表示。Fe3C硬度高、强度低(b35MPa), 脆性大, 塑性几乎为零
Fe3C是一个亚稳相，在一 定条件下可发生分解：
Fe3C→3Fe+C(石墨), 该反 应对铸铁有重要意义。
钢中的渗碳体
由于碳在-Fe中的溶解度
很小，因而常温下碳在铁
碳合金中主要以Fe3C或石 墨的形式存在。
铸铁中的石墨
同素异构转变
物质在固态下晶体结构随温度变化的现象称同素异
构转变。同素异构转变属于 相变之一—固态相变。
δ+
L+
+
L+ Fe3C + Fe3C
F+ Fe3C
珠光体
珠光体的组织特点是 两相呈片层相间分布, 性能介于两相之间。 PSK线又称A1线 。
⑶ 其它相线
GS,GP— ⇄ 固溶体
转变线, GS又称A3 线。
HN,JN—δ⇄ 固溶体
转变线，
ES—碳在 -Fe中的固
溶线。又称Ac m线。
铁碳合金—碳钢和 铸铁，是工业应用 最广的合金。
含碳量为0.0218% ~2.11%的称钢
含碳量为 2.11%~ 6.69%的称铸铁。
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。
含碳量大于Fe3C成分（6.69%）时，合金太脆， 已无实用价值。
是面心立方晶格的间隙固溶体。溶碳能力比铁素体 大，1148℃时最大为2.11%。
组织为不规则多面体 晶粒，晶界较直。强
度低、塑性好，钢材
热加工都在 区进行.
碳钢室温组织中无奥 氏体。
奥氏体
⑶ 渗碳体：即Fe3C, 含碳6.69%, 用Fe3C或Cm 表示。Fe3C硬度高、强度低(b35MPa), 脆性大, 塑性几乎为零
Fe3C是一个亚稳相，在一 定条件下可发生分解：
Fe3C→3Fe+C(石墨), 该反 应对铸铁有重要意义。
钢中的渗碳体
由于碳在-Fe中的溶解度
很小，因而常温下碳在铁
碳合金中主要以Fe3C或石 墨的形式存在。
铸铁中的石墨
同素异构转变
物质在固态下晶体结构随温度变化的现象称同素异
构转变。同素异构转变属于 相变之一—固态相变。
δ+
L+
+
L+ Fe3C + Fe3C
F+ Fe3C
珠光体
珠光体的组织特点是 两相呈片层相间分布, 性能介于两相之间。 PSK线又称A1线 。
⑶ 其它相线
GS,GP— ⇄ 固溶体
转变线, GS又称A3 线。
HN,JN—δ⇄ 固溶体
转变线，
ES—碳在 -Fe中的固
溶线。又称Ac m线。
第二章 碳钢PPT课件
点阵中的结点所组成的平面 代。表晶体中的原子平面，称 为晶面。点阵中的结点按照 直线排列代表晶体中的原则 列，称为晶向。把点阵中的 结点用一系列平行直线连接 起来构成空间格子称为晶格。
10
晶胞：同一空间点阵中多种不同形状和大小 的平行六面体，构成晶格的最基本单元。能 够充分反映整个空间点阵的对称性，有尽可 能多的直角并且体积尽可能小。
• 半原子面在滑移面以上的称正位错，用“ ┴ ” 表示。
• 半原子面在滑移面以下的称负位错，用“ ┬ ” 表示。
27
螺位错
晶体在大于屈服值的切应力作用下，以某晶面为滑移面发生滑移。由于位错线周围 的一组原子面形成了一个连续的螺旋形坡面，故称为螺位错。
纯金属的冷却曲线
5
G
液态
△G
固态
△T
热力学第一定律：自然界 的一切自发转变过程总是 从能量较高的状态趋向能 量较低的状态。
Tn T0
T
对于同一物质，液态与固态的自由能（物质 能够对外做功的能量ΔG）不同。液体与固体 之间的自由能差为结晶的驱动力。
6
二、结晶一般过程
结晶的两个过程：晶核形成（形核）、晶核长大
16
面心立方晶格 17
• 3、密排六方晶格
• 密排六方晶格的晶胞是一个六方柱体，有六个 呈长方形的侧面和两个呈六边形的底面所组成。 因此，要用两个晶格常数表示。一个是柱体的高 度c，另一个是六边形的边长，在晶胞的每个角上 和上、下底面的中心都排列一个原子，另外在晶 胞中间还有三个原子。
• 密排六方晶胞每个角上的原子为相邻的六个晶 胞所共有，上、下底面中心的原子为两个原子所 共有，晶胞中三个原子为该晶胞独有。所以，密 排六方晶胞中原子数为12×1／6＋2×1／2＋3＝6 （个）。具有密排六方晶格的金属有Mg 、Zn 。
10
晶胞：同一空间点阵中多种不同形状和大小 的平行六面体，构成晶格的最基本单元。能 够充分反映整个空间点阵的对称性，有尽可 能多的直角并且体积尽可能小。
• 半原子面在滑移面以上的称正位错，用“ ┴ ” 表示。
• 半原子面在滑移面以下的称负位错，用“ ┬ ” 表示。
27
螺位错
晶体在大于屈服值的切应力作用下，以某晶面为滑移面发生滑移。由于位错线周围 的一组原子面形成了一个连续的螺旋形坡面，故称为螺位错。
纯金属的冷却曲线
5
G
液态
△G
固态
△T
热力学第一定律：自然界 的一切自发转变过程总是 从能量较高的状态趋向能 量较低的状态。
Tn T0
T
对于同一物质，液态与固态的自由能（物质 能够对外做功的能量ΔG）不同。液体与固体 之间的自由能差为结晶的驱动力。
6
二、结晶一般过程
结晶的两个过程：晶核形成（形核）、晶核长大
16
面心立方晶格 17
• 3、密排六方晶格
• 密排六方晶格的晶胞是一个六方柱体，有六个 呈长方形的侧面和两个呈六边形的底面所组成。 因此，要用两个晶格常数表示。一个是柱体的高 度c，另一个是六边形的边长，在晶胞的每个角上 和上、下底面的中心都排列一个原子，另外在晶 胞中间还有三个原子。
• 密排六方晶胞每个角上的原子为相邻的六个晶 胞所共有，上、下底面中心的原子为两个原子所 共有，晶胞中三个原子为该晶胞独有。所以，密 排六方晶胞中原子数为12×1／6＋2×1／2＋3＝6 （个）。具有密排六方晶格的金属有Mg 、Zn 。
第3章-碳钢
能，B0、B1、B2……B7 3. 特类钢：既保证化学成分，又保证力学性
能，C1、C2……
用于生产优质碳钢、高级优质碳钢以及 全部的合金钢。
3. 半镇静钢：除了用弱脱氧剂锰铁，也加入部分 强脱氧剂硅铁和铝对钢液脱氧，脱氧程度介于沸 腾钢和镇静钢之间。 组织特点：钢锭内部有分散气泡；偏析程度比 沸腾钢小；没有镇静钢钢锭头部的集中缩孔。 可以用于生产低合金钢。
二、镇静钢的宏观组织 1. 物理的不均匀性 包括缩孔、疏松、气泡、裂纹 2. 初生晶粒的不均匀性(结晶不均匀性) 包括三个结晶带：细小等轴晶、柱状晶、粗
第三节 钢中的非金属夹杂物
一、非金属夹杂物的来源和种类 1.根据来源：外来夹杂物和内生夹杂物 2.按化学成分分类
1) 第一类夹杂物：简单氧化物，FeO、Cr2O3 2) 第二类夹杂物：复杂氧化物，尖晶石类、钙
的铝酸盐等 3) 第三类夹杂物：硅酸盐和硅酸盐玻璃 4) 第四类夹杂物：硫化物 5) 第五类夹杂物：氮化物
第三章 碳钢
含碳量低于2.11%的铁碳合金称为钢。工业 用碳钢除碳外还含有其它元素，如Si、Mn、S、 P、O、N、H等。其中Si、Mn是在钢冶炼时作为 脱氧元素而加入的，S和P是冶炼时未能除尽的杂 质元素，在碳钢中含量大致如下：Mn≤0.7%， Si≤0.5%， P≤0.05%， S≤0.04%， O、N、H的 含量与冶炼方法有关，一般只有十万分之几到万 分之几，非常少。
大等轴晶 3. 化学不均匀性 包括枝晶偏析、区域偏析、带状偏析
三、沸腾钢的宏观组织 特点：有规律的分布着气泡
第二节 碳和杂质元素对碳钢显微组织和 性能的影响
一、碳对缓冷钢显微组织和性能的影响 1. 对显微组织的影响 2. 对性能的影响
二、常存元素和其他元素对碳钢显微组织的 影响
能，C1、C2……
用于生产优质碳钢、高级优质碳钢以及 全部的合金钢。
3. 半镇静钢：除了用弱脱氧剂锰铁，也加入部分 强脱氧剂硅铁和铝对钢液脱氧，脱氧程度介于沸 腾钢和镇静钢之间。 组织特点：钢锭内部有分散气泡；偏析程度比 沸腾钢小；没有镇静钢钢锭头部的集中缩孔。 可以用于生产低合金钢。
二、镇静钢的宏观组织 1. 物理的不均匀性 包括缩孔、疏松、气泡、裂纹 2. 初生晶粒的不均匀性(结晶不均匀性) 包括三个结晶带：细小等轴晶、柱状晶、粗
第三节 钢中的非金属夹杂物
一、非金属夹杂物的来源和种类 1.根据来源：外来夹杂物和内生夹杂物 2.按化学成分分类
1) 第一类夹杂物：简单氧化物，FeO、Cr2O3 2) 第二类夹杂物：复杂氧化物，尖晶石类、钙
的铝酸盐等 3) 第三类夹杂物：硅酸盐和硅酸盐玻璃 4) 第四类夹杂物：硫化物 5) 第五类夹杂物：氮化物
第三章 碳钢
含碳量低于2.11%的铁碳合金称为钢。工业 用碳钢除碳外还含有其它元素，如Si、Mn、S、 P、O、N、H等。其中Si、Mn是在钢冶炼时作为 脱氧元素而加入的，S和P是冶炼时未能除尽的杂 质元素，在碳钢中含量大致如下：Mn≤0.7%， Si≤0.5%， P≤0.05%， S≤0.04%， O、N、H的 含量与冶炼方法有关，一般只有十万分之几到万 分之几，非常少。
大等轴晶 3. 化学不均匀性 包括枝晶偏析、区域偏析、带状偏析
三、沸腾钢的宏观组织 特点：有规律的分布着气泡
第二节 碳和杂质元素对碳钢显微组织和 性能的影响
一、碳对缓冷钢显微组织和性能的影响 1. 对显微组织的影响 2. 对性能的影响
二、常存元素和其他元素对碳钢显微组织的 影响
认识碳钢小组合作PPT
名称 来源
有益作用
有害作用
P
炼钢原料和燃料
少量能溶入F中，使强 度、硬度显著提高
引起钢的塑性和韧性急剧下降
，尤其在低温时脆性更大，这 种现象称为冷脆
S
炼钢原料和燃料
教材补充
在钢中形成FeS , FeS与Fe形成低 熔点（985℃）共晶体 分布在晶 界上，使得对钢进行热加工时
容易脆化开裂，这种现象称为 热脆
T8
45
应用与检测
本课小结：说一说学习本课以后的收获
专业知识： 碳钢的分类、牌号 及性能特点、运用场合； • 碳素结构钢 • 优质碳素结构钢 • 碳素工具钢 • 铸造用钢 正确识别各类合金工具钢 的牌号和合理选用。
方法能力： 社会能力：
学会学习、 学会分析、 学会探究。
学会与人合 作、学会倾 听、学会表 达。
等杂质。
冶炼方便
产量大 优良
优良的切削加 工性能
内容补充：
钢中常存元素及其对性能的影响
硅 Si
锰
硫
Mn
S
磷P
碳钢 （按用途分）
普通碳素结构钢
优质碳素结构钢
碳素工具钢
碳钢 （按含碳量分）
低碳钢
Wc≤0.25%
中碳钢
Wc=(0.25-0.6)%
高碳钢
Wc≥0.6%
零件
材料名称
铁丝
螺栓
弹簧
手工锯条
材料牌号
Q195
Q235A.F
65Mn
T10
选用原因
承载较小
可满足钢的结 构要求，心部 强度要求不高
较高耐磨性，硬 较高的强度、
度，一定的韧性 硬度及弹性
备选牌号： 08、20、45、65Mn、Q195、Q235A.F、T10
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碳钢的基本组织
碳在铁中的存在形式有固溶体、化合物 和混合物三种。
固溶体：两种或两种以上的元素在固态 下互相溶解，而仍然保持溶剂晶格原 来形式的物体
这三种不同的存在形式，形成了不同的 碳钢组织。
碳钢的基本组织和钢材介绍
（1）铁素体
碳溶解在a-Fe中形成固溶体称铁素体。 a-Fe原子间隙小，溶碳能碳体
碳和铁形成一种化合物（Fe3C）称渗碳体。 熔点约1600℃，硬度高，塑性几乎等于零。 铁碳合金含碳量小于2％时，其组织是在
铁素体中散布着渗碳体，是碳素钢。 含碳量大于2％时，部分碳以石墨形式存
在，称铸铁。抗拉强度和塑性都比碳钢 低。但铸铁具有一定消震能力。
碳钢的基本组织和钢材介绍
碳钢的基本组织和钢材介绍
（4）珠光体
铁素体与渗碳体的机械混合物。 力学性能介于铁素体和渗碳体之间，即
其强度、硬度比铁素体显著提高；塑 性、韧性比铁素体差，但比渗碳体要 好得多。
碳钢的基本组织和钢材介绍
（5）莱氏体
珠光体和初次渗碳体的共晶混合物。 具有较高的硬度，是一种较粗而硬的金
相组织，存在于白口铸铁、高碳钢中。
碳钢的基本组织和钢材介绍
（6）马氏体
钢和铁从高温急冷下来的组织，是碳原 子在a-Fe中过饱和的固溶体。
具有很高的硬度，但很脆，延伸性低， 几乎不能承受冲击载荷。
碳钢的基本组织和钢材介绍
二、 铁 碳 合 金 状 态 图
碳钢的基本组织和钢材介绍
钢在加热时形成单一的奥氏体组织。
碳钢的基本组织和钢材介绍
所有生铁组织中都有莱氏体，多数碳以石墨 状存在，用作铸件的生铁称为铸铁。
下0.006％），强度和硬度低，但塑 性和韧性很好。 低碳钢是含铁素体的钢，具有软而韧 的性能。
碳钢的基本组织和钢材介绍
（2）奥氏体
碳溶解在g-Fe铁中形成固溶体称奥氏体。 g-Fe原子间隙较大，碳的溶解度比a-Fe
中大得多，如在723℃时可溶解0.8％， 在1147℃时可达最大值2.06％。 奥氏体组织是在a-Fe发生同素异构转变 时产生的。由于奥氏体有较大的溶解 度，故塑性、韧性较好，且无磁性。
碳在铁中的存在形式有固溶体、化合物 和混合物三种。
固溶体：两种或两种以上的元素在固态 下互相溶解，而仍然保持溶剂晶格原 来形式的物体
这三种不同的存在形式，形成了不同的 碳钢组织。
碳钢的基本组织和钢材介绍
（1）铁素体
碳溶解在a-Fe中形成固溶体称铁素体。 a-Fe原子间隙小，溶碳能碳体
碳和铁形成一种化合物（Fe3C）称渗碳体。 熔点约1600℃，硬度高，塑性几乎等于零。 铁碳合金含碳量小于2％时，其组织是在
铁素体中散布着渗碳体，是碳素钢。 含碳量大于2％时，部分碳以石墨形式存
在，称铸铁。抗拉强度和塑性都比碳钢 低。但铸铁具有一定消震能力。
碳钢的基本组织和钢材介绍
碳钢的基本组织和钢材介绍
（4）珠光体
铁素体与渗碳体的机械混合物。 力学性能介于铁素体和渗碳体之间，即
其强度、硬度比铁素体显著提高；塑 性、韧性比铁素体差，但比渗碳体要 好得多。
碳钢的基本组织和钢材介绍
（5）莱氏体
珠光体和初次渗碳体的共晶混合物。 具有较高的硬度，是一种较粗而硬的金
相组织，存在于白口铸铁、高碳钢中。
碳钢的基本组织和钢材介绍
（6）马氏体
钢和铁从高温急冷下来的组织，是碳原 子在a-Fe中过饱和的固溶体。
具有很高的硬度，但很脆，延伸性低， 几乎不能承受冲击载荷。
碳钢的基本组织和钢材介绍
二、 铁 碳 合 金 状 态 图
碳钢的基本组织和钢材介绍
钢在加热时形成单一的奥氏体组织。
碳钢的基本组织和钢材介绍
所有生铁组织中都有莱氏体，多数碳以石墨 状存在，用作铸件的生铁称为铸铁。
下0.006％），强度和硬度低，但塑 性和韧性很好。 低碳钢是含铁素体的钢，具有软而韧 的性能。
碳钢的基本组织和钢材介绍
（2）奥氏体
碳溶解在g-Fe铁中形成固溶体称奥氏体。 g-Fe原子间隙较大，碳的溶解度比a-Fe
中大得多，如在723℃时可溶解0.8％， 在1147℃时可达最大值2.06％。 奥氏体组织是在a-Fe发生同素异构转变 时产生的。由于奥氏体有较大的溶解 度，故塑性、韧性较好，且无磁性。