【正文】 高溫急冷下來的組織，是碳原子在 aFe中過飽和的 固溶體固溶體 。 具有很高的硬度，但很脆，延伸性低，幾乎不能承受沖擊載荷。* 30二、鐵碳合金狀態(tài)圖* 31鋼在加熱時(shí)形成單一的奧氏體組織。按組織不同： 含 C量 %—— 亞共析鋼亞共析鋼 。 含 C量 %—— 過共析鋼過共析鋼 含 C量 =%—— 共析鋼共析鋼* 32 所有生鐵組織中都有萊氏體，多數(shù)碳以石墨狀存在，用作鑄件的生鐵稱為鑄鐵。* 33三、鋼的熱處理 鋼、鐵固態(tài)下加熱、保溫和不同的冷卻方式，改變金相組織以滿足所要求的物理、化學(xué)與力學(xué)性能，稱為 熱處理熱處理 。退火和正火、退火和正火鑄、鍛件切削加工前一般進(jìn)行退火或正火。退火的功能是： 退火可消除冷作硬化，恢復(fù)材料的良好塑性；細(xì)化鑄焊工件的粗大晶粒，改善工件的機(jī)械性能；消除殘余應(yīng)力，防止工件變形；可使高碳鋼中的網(wǎng)狀滲碳體球化，降低材料硬度，提高塑性，便于切削加工。（（ 1）退火：）退火： 是將工件加熱至某一溫度（ 臨界點(diǎn)以上 ），保溫一段時(shí)間，然后 隨爐 或埋入沙中 緩慢 冷卻下來，以得到接近平衡狀態(tài)組織的一種熱處理方法。（（ 2）正火：）正火： 正火與退火的不同之處是在空氣中冷卻，冷卻速度較快。經(jīng)過正火處理的工件較退火處理硬度和強(qiáng)度要高。正火和退火主要有四個(gè)區(qū)別：正火和退火主要有四個(gè)區(qū)別：(1)正火的溫度較高 ,退火的溫度較低 . (2)正火的冷卻速度比退火的冷卻速度快 . (3)使用效果不同，在滲碳處理以后，正火能消除網(wǎng)狀滲碳體，退火則不能 .對含碳量在 %以下的， 正火后可提高硬度，改善切削加工性能，退火卻做不到。 (4)正火的周期短，操作方便；退火的周期長，操作較麻煩 (指需要控制一定的冷卻速度 )。 * 36淬火和回火、淬火和回火 加熱至淬火溫度 (臨界點(diǎn)以上 30℃ ～ 50℃) ，并保溫一段時(shí)間，后投入淬火劑中冷卻。 淬火后得到的組織是馬氏體。增加硬度、強(qiáng)度和耐磨性。 淬火劑：空氣、油、水、鹽水，冷卻能力遞增。 碳鋼在水和鹽水中淬火，合金鋼在油中淬火。* 37 回火回火 是淬火后進(jìn)行的一種較低溫度的加熱與冷卻熱處理工藝。 回火可以降低或消除零件淬火后的內(nèi)應(yīng)力，提高韌性。 在 150℃ ～ 250℃ 范圍內(nèi)的回火稱 “低溫回火 ”?；鼗瘃R氏體有較高的硬度和耐磨性，內(nèi)應(yīng)力和脆性有所降低。刃具、量具，要進(jìn)行低溫回火處理。 * 38 中溫回火中溫回火 溫度是 300℃ ～ 450℃ 。有一定的彈性和韌性，并有較高硬度。軸類、刀桿、軸套等進(jìn)行中溫回火。 高溫回火高溫回火 溫度為 500℃ ～ 680℃ 。綜合性能：綜合性能： 強(qiáng)度、韌性、塑性等都較好 淬火加高溫回火習(xí)慣上稱為 “調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理 ”。用于各種軸類零件、連桿、齒輪、受力螺栓等。* 39 時(shí)效熱處理：時(shí)效熱處理： 材料經(jīng)固溶處理或冷塑變形后，在室溫或高于室溫條件下，其組織和性能隨時(shí)間而變化的過程。 時(shí)效可進(jìn)一步消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定零件尺寸，它與回火作用相類似。* 40表面淬火、表面淬火 使零件表面層比心部具有更高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性和疲勞強(qiáng)度，而心部則具有一定的韌性。* 41化學(xué)熱處理、化學(xué)熱處理 滲碳、滲氮 (氮化 )、滲鉻、滲硅、滲鋁、氰化 (碳與氮共滲 )等。 滲碳、氰化可提高零件的硬度和耐磨性； 滲鋁可提高耐熱、抗氧化性； 氮化與滲鉻的零件，表面比較硬，可顯著提高耐磨和耐腐蝕性； 滲硅可提高耐酸性等。* 42第三節(jié)第三節(jié) 碳素鋼碳素鋼一、常存雜質(zhì)元素對鋼材性能的影響一、常存雜質(zhì)元素對鋼材性能的影響 硫、磷、錳、硅、氧、氮、氫等 1 硫硫 有害元素。 FeS和 Fe形成低熔點(diǎn) (985℃)化合物。鋼材熱加工 1150～ 1200℃ ，過早熔化而導(dǎo)致工件開裂，稱 “熱脆熱脆 ”。 高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼： S＜ %～ %； 優(yōu)質(zhì)鋼： S＜ %～ %； 普通鋼： S＜ %～ %以下。* 432 磷磷 有害元素。雖能使強(qiáng)度、硬度增高，但塑性、沖擊韌性顯著降低。 特別是在低溫時(shí)，使鋼材顯著變脆，稱“冷脆冷脆 ”。 使冷加工及焊接性變壞， 高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼： P＜ %； 優(yōu)質(zhì)鋼： P＜ %； 普通鋼： P＜ %。* 443 錳錳 脫氧劑。有益元素。 MnS(1600℃) ，部分消除硫的有害作用。 錳具有很好的脫氧能力，與 FeO成為 MnO進(jìn)入爐渣，從而改善鋼的品質(zhì)，特別是降低脆性，提高強(qiáng)度和硬度。 在 %～ %以下時(shí)，看成是常存雜質(zhì)。 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中，正常含錳量是 %～%；高錳結(jié)構(gòu)鋼可達(dá) %～ %。* 454 硅硅 脫氧劑。有益的元素。 硅與 FeO能結(jié)成密度較小的硅酸鹽爐渣而被除去。 硅在鋼中溶于鐵素體內(nèi)使強(qiáng)度、硬度增加，塑性、韌性降低。 鎮(zhèn)靜鋼中的含硅量常在 %～ %，沸騰鋼中只含有 %～ %。 由于鋼中硅含量一般不超過 %，對鋼性能影響不大。* 465 氧氧 有害元素。在煉鋼末期要加入錳、硅、鐵和鋁進(jìn)行脫氧，但不可能除盡。 FeO、 MnO、 SiO Al2O3，使強(qiáng)度、塑性降低。尤其是對疲勞強(qiáng)度、沖擊韌性等有嚴(yán)重影響。 * 476 氮氮 長時(shí)間放置或在 200～ 300℃ 加熱氮以氮化物形式的析出，硬度、強(qiáng)度提高，塑性下降，發(fā)生時(shí)效。 鋼液中加入 Al、 Ti或 V進(jìn)行固氮處理，使氮固定在 AlN、 TiN或 VN中，可消除時(shí)效傾向。 * 487 氫氫 氫脆、白點(diǎn)等缺陷。變脆變脆 ：： 氫化物變形小 白點(diǎn)：白點(diǎn)： 組織缺陷處擴(kuò)散氫，時(shí)間長 * 49二、分類與牌號(hào)二、分類與牌號(hào)按用途：按用途： 建筑及工程用鋼、結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、軸承鋼、工具鋼和特殊性能鋼（不銹鋼、耐熱鋼）按含碳量：按含碳量： 低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼按脫氧方式：按脫氧方式： 鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼按品質(zhì)：按品質(zhì)： 普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（一）按鋼中碳含量（一）按鋼中碳含量 （（ 1）） 低碳鋼低碳鋼 (C %)： 強(qiáng)度較低、塑性最好。冷壓及焊接性能好，適于制作焊制的化工容器及負(fù)荷不大的機(jī)械零件；（ 2） 中碳鋼 (％ C %)： 強(qiáng)度 、 塑性適中，可通過熱處理獲得優(yōu)良的綜合機(jī)械性能，用于制作軸、齒輪、高壓設(shè)備頂蓋等重要零件；（（ 3）） 高碳鋼（高碳鋼（ C %)：： 強(qiáng)度、硬度較高，塑性差，用來制作彈簧、鋼絲繩等。（（ 1）普通碳素鋼）普通碳素鋼 質(zhì)量等級(jí) A， B， C， D。 A 最差， D 最好 脫氧方法為 F， b， Z， TZ（ 后兩者標(biāo)注可省略 ） 。 化工壓力容器用鋼一般選用鎮(zhèn)靜鋼 Z。 普通碳素鋼有 Q235A，屈服強(qiáng)度數(shù)值（ MPa）還包括： Q19 Q21 Q255及 Q275， 共 5個(gè)鋼種。（二）按鋼的質(zhì)量（二）按鋼的質(zhì)量 碳鋼有普通與優(yōu)質(zhì)兩種。區(qū)別？硫硫 S 磷磷 PQ19 Q275不分級(jí)； Q21 Q255分為 A、 B兩個(gè)等級(jí)。Q235分為 A、 B、 C、 D四個(gè)等級(jí)* 52（（ 2）優(yōu)質(zhì)碳素鋼）優(yōu)質(zhì)碳素鋼 S＜ %～ % ； P＜ % 0 1 2 3 4 50、 … 80等。平均含碳量的萬分之幾。 牌號(hào)含義：牌號(hào)含義： 45號(hào)鋼中含碳量平均為%(%～ %)。 45Mn，錳含量較高的優(yōu)質(zhì)非合金鋼。* 53 優(yōu)質(zhì)低碳鋼優(yōu)質(zhì)低碳鋼 （含 C＜ %），如 0 1 25；塑性好，焊接性能好，殼體、接管。 優(yōu)質(zhì)中碳鋼優(yōu)質(zhì)中碳鋼 （含 C量 %～ %） ,如 3 4 50與 55； 45號(hào)鋼攪拌軸 優(yōu)質(zhì)高碳鋼優(yōu)質(zhì)高碳鋼 （含 C＞ %），如 60、 670、 80。 60、 65鋼主要用來制造彈簧， 70、 80鋼用來制造鋼絲繩等。* 54（（ 3）高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼）高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼 S＜ %～ %； P＜ %，均＜ %。 它的表示方法是在優(yōu)質(zhì)鋼號(hào)后面加一個(gè) A字，如 20A。碳素工具鋼如 T8表示平均碳含量為 ％的優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。若牌號(hào)末尾加 “ A” ，表示鋼中硫、磷含量較少，為高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，如 T10A。