[管理學(xué)]鐵碳合金課件(編輯修改稿)
2025-04-18 02:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 大且值很低 ， 趨于 Fe3C的強(qiáng)度 (約20 MPa～ 30 MPa)。 (3) 對(duì)塑性的影響 鐵碳合金中 Fe3C是極脆的相 ， 沒有塑性 。 合金的塑性變形全部由 F提供 。 所以隨碳含量的增大 , F量不斷減少時(shí) , 合金的塑性連續(xù)下降 。 到合金成為白口鑄鐵時(shí) , 塑性就降到近于零值了 。 對(duì)于 亞共析鋼 ，合金的硬度、強(qiáng)度和塑性可根據(jù)成分或組織作估算。 3bH B 80 ( F ) 180 ( P )H B 80 ( F ) 800 ( F e C)230 ( F ) 770 ( P ) ( MP a )50 ( F ) 20 ( P ) ( % )wwwwwwww??? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? 含碳量對(duì)工藝性能的影響 ? ① 切削性能 : 中碳鋼合適 ? ② 可鍛性能 : 低碳鋼好 ? ③ 焊接性能 : 低碳鋼好 ? ④ 鑄造性能 : 共晶合金好 ? ⑤ 熱處理性能 : 第六章介紹 鑄造 焊縫組織 模鍛 切削加工的基本形式 車 刨 鉆 銑 磨 三 、 碳對(duì)工藝性能的影響 (一 ) 切削加工性能：指被刀具切削的難易程度和加工的表面質(zhì)量等 。 材料的硬度太軟 ， 容易粘刀 ， 切削熱大 ， 切屑不易折斷 ， 影響表面粗糙度； 材料的硬度太硬 ， 刀具磨損嚴(yán)重 。 鋼硬度為 HB250時(shí) ， 切削加工性最好 。 粗晶粒鋼的韌性較差 ， 切削易斷 ， 切削性能較好 。 導(dǎo)熱性對(duì)切削加工意義重大：奧氏體鋼 ， 導(dǎo)熱性低 ， 切削熱很少為工件所吸收 ，而基本集聚在切削刀附近 ， 使其變熱 ， 降低了刀具壽命 。 因此 ， 盡管奧氏體鋼的硬度不高 ， 但切削加工性能不好 。 片狀珠光體的切削加工性能好于二次滲碳體 ， 當(dāng)二次滲碳體呈粒狀分布時(shí) ， 可改善其切削加工性能 。 (二 ) 可鍛性：指金屬壓力加工時(shí) ， 能改變形狀而不產(chǎn)生裂紋的性能 。 低碳鋼塑性好 ， 可鍛性好 。 隨著含碳量的增加 ，可鍛性變差 。 白口鑄鐵不能鍛造 。 (三 ) 鑄造性：金屬的流動(dòng)性 、 收縮性和偏析等性能 。 碳含量增加 ， 鋼的結(jié)晶溫度區(qū)間增大 ， 對(duì)流動(dòng)性不利 。 但隨碳量的增加液相線溫度降低 ， 當(dāng)澆注溫度相同時(shí) ， 含碳量高的鋼的液相線與鋼液溫度之差較大 ，即過熱度大 ， 對(duì)流動(dòng)性有利 。 綜合考慮 ， 鋼液的流動(dòng)性隨含碳量的增加而提高 。 澆注溫度越高 ， 流動(dòng)性越好 。 鑄鐵的液相線溫度比鋼低 ， 流動(dòng)性比鋼好 。共晶鑄鐵的結(jié)晶溫度最低 ， 同時(shí)又是恒溫結(jié)晶 ，流動(dòng)性最好 。 此外 ， 鋼的分散縮孔多 ， 偏析大 ， 鑄造性越差 。 而共晶成分鑄鐵的收縮為集中縮孔 ， 偏析小 ， 鑄造性好 。 制定熱加工工藝方面的應(yīng)用 鐵碳合金相圖中的左下角部分是鋼進(jìn)行熱處理的重要依據(jù)。 ? Mn: ?%時(shí)為雜質(zhì) , 是有益元素。作用為： ? ① 強(qiáng)化鐵素體； ? ② 消除硫的有害作用。 一、雜質(zhì)元素對(duì)性能的影響 ? 鋼中的雜質(zhì)一般是指 Mn、 Si、 P、 S。是由原料帶入或脫氧殘留的元素。 167。 碳素鋼 ? ① 強(qiáng)化鐵素體； ? ② 增加鋼液流動(dòng)性。 ? S：是有害元素。 ? 常以 FeS形式存在。易與 Fe在晶界上形成低熔點(diǎn)共晶 (985℃ )，熱加工時(shí) (1150~1200℃ )，由于其熔化而導(dǎo)致開裂，稱 熱脆性 . ? 鋼中的硫應(yīng)控制在 %以下 . ? Si： ?%時(shí)為雜質(zhì)，是有益元素。作用為： 合金晶界的低熔點(diǎn)硫化物共晶 ? Mn可消除硫的有害作用 , ? FeS + Mn → Fe + MnS ， ? MnS熔點(diǎn)高 (1600℃ )。 ? P：也是有害元素 。 ? 能全部溶入鐵素體中，使鋼在常溫下硬度提高， 塑性、韌性急劇下降 ，稱 冷脆性 。 ? P一般控制在 %以下 . 鋼中的 MnS夾雜 比利時(shí)阿爾伯特運(yùn)河鋼橋因磷高產(chǎn)生冷脆性于 1938年冬發(fā)生斷裂墜入河中 二 、 鋼中的雜質(zhì)元素及其影響 由于在冶煉過程中不可能除盡雜質(zhì) ， 所以實(shí)際使用的碳鋼中除鐵和碳外 ， 還含有少量的錳 、 硅 、 硫 、 磷及微量的氧 、 氫 、 氮等元素 ， 會(huì)影響鋼的質(zhì)量和性能 。 鋼中的雜質(zhì)元素 (一 ) 錳和硅的影響 煉鋼過程中必須加入脫氧劑 ， 用以去除溶于鋼液中的氧 ， 還可以把鋼液中的 FeO還原成鐵 ， 并形成 MnO和 SiO2， 此外還可生成 MnS以消除硫的有害作用 。 上述反應(yīng)大部分進(jìn)入爐渣 ，小部分殘留于鋼中 ， 成為非金屬夾雜 ， 對(duì)鋼的性能不利 。 錳對(duì)碳鋼的機(jī)械性能有良好的影響 ， 可提高強(qiáng)度和硬度 。 當(dāng)含量不超過 %時(shí) ， 可稍微提高或不降低鋼的塑性和韌性 。 脫氧劑中的 Mn和 Si總有一部分溶于鋼液中 ，冷至室溫后即溶于鐵素體中 ， 起到固溶強(qiáng)化作用 。 此外 ， Mn還可以溶入滲碳體中 ， 形成 (Fe, Mn)3C。 當(dāng)鋼中的 Si含量小于 %時(shí) ， 是有益元素 。Si溶于鐵素體中起到固溶強(qiáng)化作用 。 但含量較高時(shí) ， 將使鋼的塑性和韌性下降 。 (二 ) 硫的影響 一般情況下 ， S在鋼中是有害元素 ， 它是由礦石和燃料帶入鋼中 。 只能溶于鋼液中 ， 在固態(tài)鐵中幾乎不能溶解 ， 而是以 FeS夾雜物的形式存在晶界上 （ 嚴(yán)重的偏析 ） 。 最大的危害是引起 “ 熱脆 ” 。 原因是形成 （ γFe+FeS） 共晶 ， 熔點(diǎn)為989℃ 。 當(dāng)鋼材在 8001000 oC進(jìn)行鍛造時(shí) ， 晶界處的 FeS塑性差而使鋼的脆性增大 。 而當(dāng)鋼在 10001200 ℃ 進(jìn)行壓力加工時(shí) ， 由于 （ γFe+FeS） 共晶已經(jīng)熔化 ， 會(huì)使鋼沿著奧氏體晶界開裂而變脆 ， 即 “ 熱脆 ” 。 防止熱脆的辦法是往鋼中加入適當(dāng)?shù)?Mn，
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