Fe—C合金的組織和性能

1、FeCFeC合金的組織和性能合金的組織和性能 鋼鋼(Steels)(Steels)和鑄鐵和鑄鐵(Cast irons)(Cast irons)是應(yīng)用最廣的金屬是應(yīng)用最廣的金屬材料，雖然它們的種類很多，成分不一，但是它們的材料，雖然它們的種類很多，成分不一，但是它們的基本組成都是鐵基本組成都是鐵(Fe)(Fe)和碳和碳(C)(C)兩種元素，故統(tǒng)稱為兩種元素，故統(tǒng)稱為鐵碳鐵碳合金合金（alloys of the ironalloys of the ironcarbon systemcarbon system）。因此，因此，學(xué)習(xí)鐵碳相圖、掌握應(yīng)用鐵碳相圖的規(guī)律解決實(shí)際問學(xué)習(xí)鐵碳相圖、掌握應(yīng)用鐵碳相圖

2、的規(guī)律解決實(shí)際問題是非常重要的。題是非常重要的。 鐵碳相圖鐵碳相圖( (如圖如圖7.50)7.50)是一個較復(fù)雜的二元合金相圖，是一個較復(fù)雜的二元合金相圖，它概括了鋼鐵材料的成分、溫度與組織之間的關(guān)系。它概括了鋼鐵材料的成分、溫度與組織之間的關(guān)系。在鐵碳合金中，在鐵碳合金中，F(xiàn)eFe與與C C可以形成一系列化合物：可以形成一系列化合物：Fe3CFe3C、FeFe2 2C C、FeCFeC。所以，所以，F(xiàn)e-CFe-C相圖可以劃分成相圖可以劃分成Fe-FeFe-Fe3 3C, C, FeFe3 3C-FeC-Fe2 2C, FeC, Fe2 2C-FeCC-FeC和和FeCFeC-C-C四個部分

3、。由于化合物是四個部分。由于化合物是硬脆相，后面三部分相圖實(shí)際上沒有應(yīng)用價值（工業(yè)硬脆相，后面三部分相圖實(shí)際上沒有應(yīng)用價值（工業(yè)上使用的鐵碳合金含碳量不超過上使用的鐵碳合金含碳量不超過5 5），因此，），因此，通常所通常所說的鐵碳相圖就是說的鐵碳相圖就是Fe-FeFe-Fe3 3C C部分部分。 Fe-FeFe-Fe3 3C C相圖相圖1.FeC1.FeC合金中的組元合金中的組元 鐵碳合金中組元：鐵碳合金中組元：純鐵純鐵(Fe) (Fe) 滲碳體（滲碳體（FeFe3 3C C） (1) (1) 純鐵（純鐵（FeFe） 純鐵（純鐵（pure ironpure iron） W WFeFe 99.8

4、% 99.8%，原子序數(shù)原子序數(shù)2626，原子相對質(zhì)量，原子相對質(zhì)量55.8555.85，純鐵的熔點(diǎn)，純鐵的熔點(diǎn)15381538，汽化點(diǎn)汽化點(diǎn)27382738，密度，密度7.87g/7.87g/。 純鐵固態(tài)下具有純鐵固態(tài)下具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變（同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變（allotropic allotropic transformationtransformation）：912912C C以下為體心立方以下為體心立方(bcc)(bcc)晶體結(jié)構(gòu)，晶體結(jié)構(gòu)，912912C C到到13941394C C之間為面心之間為面心立方立方( (fccfcc) )結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu), 1394, 1394C C到熔點(diǎn)之間為體心立到熔

5、點(diǎn)之間為體心立方方(bcc)(bcc)結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 純 鐵 具 有 磁 性 轉(zhuǎn) 變純 鐵 具 有 磁 性 轉(zhuǎn) 變 （ 7 6 8 7 6 8 磁 性 轉(zhuǎn) 變 、磁 性 轉(zhuǎn) 變 、magnetic transformationmagnetic transformation）。純鐵的強(qiáng)度低，純鐵的強(qiáng)度低，塑性好塑性好( (軟軟) )，很少用于結(jié)構(gòu)材料。主要利用，很少用于結(jié)構(gòu)材料。主要利用鐵鐵磁性（磁性（ferromagnetismferromagnetism）。 純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變純鐵的顯微組織純鐵的顯微組織(2) (2) 滲碳體滲碳體(Fe3C)(Fe3C) 滲碳體（滲碳體（c

6、ementitecementite）是是FeCFeC合金中碳以化合物合金中碳以化合物(Fe(Fe3 3C)C)形式出現(xiàn)的。它具有復(fù)雜的晶格形式出現(xiàn)的。它具有復(fù)雜的晶格( (正交晶系正交晶系) )，其晶體，其晶體結(jié)構(gòu)如圖結(jié)構(gòu)如圖。FeFe3 3C C是由是由C C原子構(gòu)成的一個斜方晶格，原子構(gòu)成的一個斜方晶格， 原原子周圍有六個子周圍有六個FeFe原子，構(gòu)成一個八面體，而每個原子，構(gòu)成一個八面體，而每個FeFe原原子屬于兩個八面體共有，子屬于兩個八面體共有，F(xiàn)e:C=3:1Fe:C=3:1。 Fe3CFe3C熔點(diǎn)為熔點(diǎn)為12271227，F(xiàn)e3cFe3c是一種亞穩(wěn)化合物，在一定是一種亞穩(wěn)化合物，

7、在一定條件下，滲碳體可以分解而形成石墨狀的自由碳：條件下，滲碳體可以分解而形成石墨狀的自由碳：FeFe3 3C3Fe + C(C3Fe + C(石墨石墨) )。這一過程對于鑄鐵和石墨鋼具。這一過程對于鑄鐵和石墨鋼具有重要意義。所以有重要意義。所以FeFe3CFeFe3C相圖又叫介穩(wěn)定系相圖，相圖又叫介穩(wěn)定系相圖，F(xiàn)eFeC C相圖又叫穩(wěn)定系相圖，若把相圖又叫穩(wěn)定系相圖，若把FeFe3CFeFe3C相圖與相圖與FeFeC C相圖畫在同一圖上，稱為相圖畫在同一圖上，稱為FeFeC C合金雙重相圖合金雙重相圖. . Fe3CFe3C在在230230以下具有鐵磁性，常用以下具有鐵磁性，常用A0A0表示

8、這個臨表示這個臨界點(diǎn)。界點(diǎn)。 Fe3CFe3C在鋼和鑄鐵中呈現(xiàn)片狀，粒狀，網(wǎng)狀和板條在鋼和鑄鐵中呈現(xiàn)片狀，粒狀，網(wǎng)狀和板條狀。滲碳體硬而脆狀。滲碳體硬而脆(HB800)(HB800)，塑性極低，延伸率接塑性極低，延伸率接近于近于0 0。它是鋼鐵材料中的主要強(qiáng)化相。它是鋼鐵材料中的主要強(qiáng)化相。Fe3CFe3C中碳中碳和和FeFe可以被其它元素替代形成以可以被其它元素替代形成以Fe3CFe3C為基的固溶體。為基的固溶體。FeFe被被CrCr、MnMn等原子金屬置換，形成以等原子金屬置換，形成以Fe3CFe3C為基的固為基的固溶體，稱為合金滲碳體。溶體，稱為合金滲碳體。 滲碳體的晶格滲碳體的晶格Fe

9、-FeFe-Fe3 3C C雙重相圖雙重相圖2. FeC2. FeC合金中的基本相合金中的基本相 A A 在在FeFe3CFeFe3C相圖中，相圖中，F(xiàn)eCFeC合金在不同條件合金在不同條件( (成分，溫成分，溫度度) )下，可有下，可有六個基本相：六個基本相： L L相、相、相、相、相、相、相、相、Fe3CFe3C相、石墨（相、石墨（C C） （1 1）液相）液相(L)(L) Fe Fe與與C C在高溫下形成的液體溶液。在高溫下形成的液體溶液。(ABCD(ABCD線以上線以上) ) （2 2）相相 高溫鐵素體（高溫鐵素體（high temperature high temperature f

10、erriteferrite） C C在在FeFe的間隙固溶體。在的間隙固溶體。在14591459時最大溶解量可達(dá)時最大溶解量可達(dá)0.09%0.09%，為，為bccbcc結(jié)構(gòu)，也稱結(jié)構(gòu)，也稱高溫鐵素高溫鐵素體（體（high temperature ferritehigh temperature ferrite）。 （3 3）滲碳體）滲碳體（cementitecementite） 前面已討論過前面已討論過 FeCFeC合金中的基本相合金中的基本相 B B （4 4） 奧氏體（奧氏體（austeniteaustenite） 奧氏體奧氏體( (或或A)A)是是C C溶解于溶解于FeFe形成的間隙固溶體

11、形成的間隙固溶體稱為稱為奧氏體（奧氏體（austeniteaustenite）。具有具有fccfcc結(jié)構(gòu)。具有面結(jié)構(gòu)。具有面心立方晶體結(jié)構(gòu)的奧氏體可以溶解較多的碳，心立方晶體結(jié)構(gòu)的奧氏體可以溶解較多的碳，11481148C C時最多可以溶解時最多可以溶解2.11%2.11%的碳，到的碳，到727727C C時含碳量降到時含碳量降到0.8%0.8%。碳原子存在于面心立方晶格中正八面體的中心，。碳原子存在于面心立方晶格中正八面體的中心，單相單相區(qū)存在于區(qū)存在于NJBESGNNJBESGN區(qū)域內(nèi)（區(qū)域內(nèi)（727-1459727-1459）。奧）。奧氏體的硬度氏體的硬度(HB170220)(HB170

12、220)較低，塑性較低，塑性( (延伸率延伸率為為40%50%)40%50%)高。奧氏體的顯微組織見下圖。高。奧氏體的顯微組織見下圖。是是順磁性順磁性（paramagnetismparamagnetism），具有，具有fccfcc結(jié)構(gòu)。晶粒呈平直多邊結(jié)構(gòu)。晶粒呈平直多邊形。形。 碳在碳在FeFe晶格中的位置晶格中的位置奧氏體的顯微組織奧氏體的顯微組織FeCFeC合金中的基本相合金中的基本相 C C （5 5）鐵素體（）鐵素體（ferriteferrite） 鐵素體（鐵素體（或或F F）是）是C C溶于溶于FeFe形成的間隙固溶體稱為形成的間隙固溶體稱為鐵素體（鐵素體（ferriteferrit

13、e）。C C原子溶于八面體間隙。單相原子溶于八面體間隙。單相相在相在CPQCPQ以左部分。鐵素體的含碳量非常低，在以左部分。鐵素體的含碳量非常低，在727727時時C C在在FeFe中最大溶解量為中最大溶解量為0.0218%0.0218%，室溫下含碳僅為，室溫下含碳僅為0.005%0.005%，所以，所以其性能與純鐵相似：硬度其性能與純鐵相似：硬度(HB50-80)(HB50-80)低，塑性低，塑性( (延伸率延伸率為為30%50%)30%50%)高。鐵素體的顯微組織與工業(yè)純鐵相同。晶粒常呈高。鐵素體的顯微組織與工業(yè)純鐵相同。晶粒常呈多邊形。是鐵磁性，具有多邊形。是鐵磁性，具有bccbcc結(jié)構(gòu)

14、。結(jié)構(gòu)。 （6 6） 石墨（石墨（C C） 在一些條件下，碳可以以游離態(tài)在一些條件下，碳可以以游離態(tài)石墨（石墨（graphitegraphite） (hcp)(hcp)穩(wěn)定相存在。所以石墨對于穩(wěn)定相存在。所以石墨對于FeCFeC合金中鑄鐵也是一個基本合金中鑄鐵也是一個基本相。相。3. FeFe3C3. FeFe3C相圖分析相圖分析 如圖為如圖為FeFe3CFeFe3C相圖全貌。根據(jù)分析圍相圖全貌。根據(jù)分析圍繞三條水平線可把繞三條水平線可把FeFe3CFeFe3C相圖分解為三個相圖分解為三個部分考慮：左上角的包晶部分，右邊的共晶部分考慮：左上角的包晶部分，右邊的共晶部分，左下角的共析部分。部分，

15、左下角的共析部分。 分析點(diǎn)、分析點(diǎn)、線、區(qū)特別是重要的點(diǎn)、三條水平恒溫轉(zhuǎn)變線、區(qū)特別是重要的點(diǎn)、三條水平恒溫轉(zhuǎn)變線線 、重要的相界線、重要的相界線 Fe-FeFe-Fe3 3C C相圖相圖（1 1）FeFe3CFeFe3C相圖的點(diǎn)相圖的點(diǎn) FeFe3CFeFe3C相圖相圖中的各特性點(diǎn)所對應(yīng)的溫相圖相圖中的各特性點(diǎn)所對應(yīng)的溫度、成分和意義如下表：度、成分和意義如下表： A A、B B、C C、D D、E E、F F、G G、H H、J J、K K、N N、P P、S S、Q Q各點(diǎn)各點(diǎn)（2 2）FeFe3CFeFe3C相圖的線相圖的線 FeFe3CFeFe3C相圖有一些特性線，它們是由不相圖有一

16、些特性線，它們是由不同成分合金具有相同意義的點(diǎn)連接起來的。同成分合金具有相同意義的點(diǎn)連接起來的。有三條水平恒溫轉(zhuǎn)變線，二條磁性轉(zhuǎn)變線有三條水平恒溫轉(zhuǎn)變線，二條磁性轉(zhuǎn)變線( (水水平平) )和三條重要的相界線。和三條重要的相界線。 FeFe3CFeFe3C相相圖中各線的意義如表（講義圖中各線的意義如表（講義P4P45151） A.A.三條水平恒溫轉(zhuǎn)變線三條水平恒溫轉(zhuǎn)變線 包晶線：包晶線：HJBHJB線（線（14591459），J J為包晶點(diǎn)，為包晶點(diǎn)，wcwc=0.09=0.090.53%0.53%的的FeFe、C C合金緩冷到合金緩冷到HJBHJB線均發(fā)生包晶反應(yīng)，即：線均發(fā)生包晶反應(yīng)，即：

17、L0.53+L0.53+0.090.090.170.17 （LB+LB+HJHJ） 共晶線：共晶線：ECFECF水平線（水平線（11481148），C C點(diǎn)為共晶點(diǎn)，點(diǎn)為共晶點(diǎn)，wcwc=2.11=2.116.69%6.69%的的FeFe、C C合金緩冷到合金緩冷到EFCEFC線均發(fā)生共晶反應(yīng)，線均發(fā)生共晶反應(yīng)，即：即： L4.30L4.302.112.11+ + Fe3C Fe3C （LCLCE E+ + Fe3CFe3C） 轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為和和Fe3CFe3C組成的共晶混合物稱為組成的共晶混合物稱為萊氏體萊氏體（ledeburiteledeburite），用），用LdLd表示。表示。

18、共析線：共析線：PSKPSK水平線（水平線（727727），S S點(diǎn)為共析點(diǎn)。凡點(diǎn)為共析點(diǎn)。凡wcwc0.0218%0.0218%的的FeFe、C C合金冷卻到合金冷卻到PSKPSK線均發(fā)生共析反應(yīng)，即：線均發(fā)生共析反應(yīng)，即： 0.770.770.0218 0.0218 + + Fe3C Fe3C （S SP P+ + Fe3CFe3C） 轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為和和Fe3CFe3C組成的機(jī)械混合物稱為組成的機(jī)械混合物稱為珠光體珠光體（pearlitepearlite），用），用P P表示。共析轉(zhuǎn)變溫度常用表示。共析轉(zhuǎn)變溫度常用A1A1表示。表示。 B. B. 兩條磁性轉(zhuǎn)變線兩條磁性轉(zhuǎn)變線 230

19、230為水平線為為水平線為Fe3CFe3C的磁性轉(zhuǎn)變線的磁性轉(zhuǎn)變線，230230以上以上Fe3CFe3C無磁性，無磁性，230230以下為鐵磁性。常用以下為鐵磁性。常用A0A0表表示示 770770為為的鐵磁性轉(zhuǎn)變線的鐵磁性轉(zhuǎn)變線。770770以上無鐵以上無鐵磁性，磁性，770770以下為鐵磁體。常用以下為鐵磁體。常用A2A2表示，又稱居表示，又稱居里點(diǎn)。里點(diǎn)。 C. C. 幾條重要的相界線幾條重要的相界線( (固態(tài)轉(zhuǎn)變線固態(tài)轉(zhuǎn)變線) ) GS GS線：線：A A中開始析出中開始析出或或全部溶入全部溶入( (升溫時升溫時) ) 的轉(zhuǎn)變線。的轉(zhuǎn)變線。常用常用A3A3表示。因這條線在共析轉(zhuǎn)變線以上

20、，故又稱為先共表示。因這條線在共析轉(zhuǎn)變線以上，故又稱為先共析析相開始析出線。相開始析出線。常稱為常稱為A3A3線線或或A3A3溫度。溫度。 ES ES線線：C C在在中溶解度曲線。中溶解度曲線。常用常用AcmAcm表示，稱為表示，稱為AcmAcm溫度。溫度。低于此溫度，溶解度降低，將析出低于此溫度，溶解度降低，將析出Fe3CFe3C。為了區(qū)別自液。為了區(qū)別自液(CD(CD線線) )態(tài)合金中直接析出的一次態(tài)合金中直接析出的一次Fe3CFe3C，將，將中析出的中析出的Fe3CFe3C稱為稱為二次二次Fe3CFe3C。 PQ PQ線線：C C在在中溶解度曲線中溶解度曲線。在。在727727時，時，C

21、 C在在中的最大溶中的最大溶解度解度0.0218%0.0218%，但溫度下降，但溫度下降，C C在中溶解度下降，會析出少在中溶解度下降，會析出少量的滲碳體，稱為三次量的滲碳體，稱為三次Fe3CFe3C。以區(qū)別于沿。以區(qū)別于沿CDCD線和線和ESES線析線析出的出的Fe3CFe3C。（3 3）FeFe3CFeFe3C相圖中的區(qū)相圖中的區(qū) FeFe3CFeFe3C相圖中的區(qū)：相圖中的區(qū)： 4 4個單相區(qū)個單相區(qū)：L L、 7 7個兩相區(qū)個兩相區(qū)：L+L+、L+L+、L+ Fe3CL+ Fe3C、+、+ Fe3C+ Fe3C、+、+ Fe3C + Fe3C 3 3個三相共存區(qū)個三相共存區(qū)：L+ Fe

22、3CL+ Fe3C（ECFECF線）、線）、L+L+（HJBHJB線）、線）、+ Fe3C+ Fe3C（PSKPSK線）線） 4. FeC4. FeC合金分類合金分類 FeFe、C C合金通常按其含碳量合金通常按其含碳量(Wc)(Wc)及其室溫平衡組及其室溫平衡組織分為三大類：織分為三大類：工業(yè)純鐵（工業(yè)純鐵（pure ironpure iron）、碳鋼）、碳鋼（carbon steelcarbon steel）、鑄鐵（）、鑄鐵（cast ironcast iron）。根據(jù)碳。根據(jù)碳鋼和鑄鐵的相變、組織特征可把二者細(xì)分。即：鋼和鑄鐵的相變、組織特征可把二者細(xì)分。即： （1 1）工業(yè)純鐵：）工業(yè)

23、純鐵：(Wc0.0218%)(Wc0.0218%)顯微組織為固溶體顯微組織為固溶體。 （2 2）鋼）鋼 鋼鋼（steelsteel）是含碳量在是含碳量在( (WcWc=0.0218=0.02182.11%)2.11%)之間的之間的FeFe、C C合金。合金。其特點(diǎn)是：其特點(diǎn)是： 高溫組織為單相的高溫組織為單相的，具有很好的塑性。因而具有很好的塑性。因而可以進(jìn)行鍛造、軋制等壓力加工。根據(jù)其室溫可以進(jìn)行鍛造、軋制等壓力加工。根據(jù)其室溫組織的不同，組織的不同，碳鋼（碳鋼（carbon steelcarbon steel）又可分為：又可分為： 共析鋼（共析鋼（eutectoid steeleutect

24、oid steel）：）：WcWc=0.77% =0.77% 亞共析鋼（亞共析鋼（hypoeutectoidhypoeutectoid steel steel）：）：WcWc=0.0218=0.02180.77% 0.77% 過共析鋼（過共析鋼（hypereutectoid steelhypereutectoid steel）：）：WcWc=0.77=0.772.11% 2.11% （3 3）白口鑄鐵）白口鑄鐵 白口鑄鐵（白口鑄鐵（white cast ironwhite cast iron）是含碳量在是含碳量在Wc=2.11Wc=2.116.69%6.69%之間的之間的FeFe、C C合金。

25、其特點(diǎn)液態(tài)合金結(jié)晶時都發(fā)生共合金。其特點(diǎn)液態(tài)合金結(jié)晶時都發(fā)生共晶反應(yīng)，液態(tài)時有良好的流動性，因而鑄鐵都具有良好的晶反應(yīng)，液態(tài)時有良好的流動性，因而鑄鐵都具有良好的鑄造性能。但因共晶產(chǎn)物是以鑄造性能。但因共晶產(chǎn)物是以Fe3CFe3C為基的萊氏體組織，所為基的萊氏體組織，所以性能很脆，不能鍛斷。它們的斷口呈銀白色，故稱為白以性能很脆，不能鍛斷。它們的斷口呈銀白色，故稱為白口鑄鐵。根據(jù)白口鑄鐵室溫組織不同，可分為三種：口鑄鐵。根據(jù)白口鑄鐵室溫組織不同，可分為三種： 共晶白口鑄鐵（共晶白口鑄鐵（eutectoid cast ironeutectoid cast iron）：）：WcWc=4.30% =

26、4.30% 亞共晶白口鑄鐵（亞共晶白口鑄鐵（hypoeutectoidhypoeutectoid cast iron cast iron）：）：WcWc=2.11=2.114.30% 4.30% 過共晶白口鑄鐵（過共晶白口鑄鐵（hypereutectoid cast ironhypereutectoid cast iron）：）：WcWc=4.30=4.306.69% 6.69% 上述上述WcWc=2.11%=2.11%具有重要的意義，它是鋼和鑄鐵具有重要的意義，它是鋼和鑄鐵( (生鐵生鐵) )的理論分界線。的理論分界線。5.5.碳素結(jié)構(gòu)鋼的分類和編號碳素結(jié)構(gòu)鋼的分類和編號 關(guān)于鋼和鑄鐵的命名

27、法則，國內(nèi)和國際上都有強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于鋼和鑄鐵的命名法則，國內(nèi)和國際上都有強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。下面給大家介紹一下碳素結(jié)構(gòu)鋼的分類和牌號。下面給大家介紹一下碳素結(jié)構(gòu)鋼的分類和牌號。 一一. .分類分類 1.1.根據(jù)鋼的含碳量分類根據(jù)鋼的含碳量分類 （1 1）低碳鋼）低碳鋼 Wc0.25% Wc0.25% （2 2）中碳鋼）中碳鋼 Wc=0.25Wc=0.250.60% 0.60% （3 3）高碳鋼）高碳鋼 Wc0.60% Wc0.60% 2.2.根據(jù)鋼的質(zhì)量（鋼中含雜質(zhì)根據(jù)鋼的質(zhì)量（鋼中含雜質(zhì)S S、P P的量）分類的量）分類 （1 1） 普通碳素鋼普通碳素鋼 Ws0.055% Wp0.045% Ws0

28、.055% Wp0.045% （2 2） 優(yōu)質(zhì)碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼 Ws0.040% Wp0.040% Ws0.040% Wp0.040% （3 3） 高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼 Ws0.030% Wp0.030% Ws0.030% Wp0.030% 3.3.根據(jù)鋼的用途分類根據(jù)鋼的用途分類 （1 1）碳素結(jié)構(gòu)鋼）碳素結(jié)構(gòu)鋼 （2 2）碳素工具鋼）碳素工具鋼 二二.碳鋼的編號碳鋼的編號 我國的鋼材編號是采用國際化學(xué)符號，數(shù)字及漢語拼音我國的鋼材編號是采用國際化學(xué)符號，數(shù)字及漢語拼音字母并用的原則，碳鋼的具體編號方法如下：字母并用的原則，碳鋼的具體編號方法如下： 1.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼普通碳素結(jié)構(gòu)鋼

29、該類鋼牌號表示方法是用該類鋼牌號表示方法是用“Q+數(shù)字?jǐn)?shù)字+符號符號”表示表示 ，其中，其中Q代表屈服點(diǎn)的字母，數(shù)字表示屈服點(diǎn)數(shù)值（代表屈服點(diǎn)的字母，數(shù)字表示屈服點(diǎn)數(shù)值（MPa），質(zhì)量），質(zhì)量等級符號（等級符號（A，B，C，D）及脫氧方法符號（）及脫氧方法符號（F，b，Z，TZ）等四部分按順序組成。如等四部分按順序組成。如Q235-A.F，表示屈服強(qiáng)度數(shù)值為，表示屈服強(qiáng)度數(shù)值為235MPa的的A級沸騰鋼。質(zhì)量等級符號表示普碳鋼中雜質(zhì)硫級沸騰鋼。質(zhì)量等級符號表示普碳鋼中雜質(zhì)硫磷含量的高低，磷含量的高低，C，D級的含量最低，質(zhì)量好。脫氧方法符級的含量最低，質(zhì)量好。脫氧方法符號從號從F起依次分別表示

30、沸騰鋼，半鎮(zhèn)靜鋼，起依次分別表示沸騰鋼，半鎮(zhèn)靜鋼， 鎮(zhèn)靜鋼及特殊鎮(zhèn)鎮(zhèn)靜鋼及特殊鎮(zhèn)靜鋼，后兩種鋼牌號中的脫氧方法符號可省略。主要有：靜鋼，后兩種鋼牌號中的脫氧方法符號可省略。主要有：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275 2.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 該類鋼的鋼號用該類鋼的鋼號用“兩位數(shù)字或兩位數(shù)兩位數(shù)字或兩位數(shù)字字Mn”表示，其中兩位數(shù)字表示鋼中碳的表示，其中兩位數(shù)字表示鋼中碳的平均含量，單位為萬分之一；平均含量，單位為萬分之一； Mn表示對表示對含錳量較高的鋼，須將錳元素標(biāo)出，一般含錳量較高的鋼，須將錳元素標(biāo)出，一般錳的含量為錳的含量為0.701.0%，如：，如：20、20 M

31、n 、45、40 Mn 。鋼號。鋼號45，表示平均含碳量為，表示平均含碳量為0.45%的鋼，這是正常含錳量（按雜質(zhì)含的鋼，這是正常含錳量（按雜質(zhì)含量）的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；鋼號量）的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼；鋼號20 Mn表示表示碳的平均含量為碳的平均含量為0.20%、Mn表示錳的含量表示錳的含量為為0.701.0%的鋼；鋼號的鋼；鋼號25Mn，表示平，表示平均含碳量為均含碳量為0.25%而含錳量為而含錳量為(0.71.0)%的鋼。的鋼。 沸騰鋼，半鎮(zhèn)靜鋼以及專門用途的優(yōu)沸騰鋼，半鎮(zhèn)靜鋼以及專門用途的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，應(yīng)在鋼號后特別標(biāo)出，如質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，應(yīng)在鋼號后特別標(biāo)出，如15g，即平均含碳量為，即平均含碳

32、量為0.15%的鍋爐鋼；的鍋爐鋼；08F表示含碳量為表示含碳量為0.08%的沸騰鋼。的沸騰鋼。 3.碳素工具鋼碳素工具鋼 碳素工具鋼是用碳素工具鋼是用“T+數(shù)字?jǐn)?shù)字”表示，其表示，其中中T為碳的拼音，其后數(shù)字表示鋼中平均為碳的拼音，其后數(shù)字表示鋼中平均含碳量的千分之幾。如平均含碳量為含碳量的千分之幾。如平均含碳量為0.8%的工具鋼，其鋼號記為的工具鋼，其鋼號記為“T8” ；T12表示碳的平均含量為表示碳的平均含量為1.2%的碳素工的碳素工具鋼。含錳量較高者須在鋼號后標(biāo)以具鋼。含錳量較高者須在鋼號后標(biāo)以“Mn”。若為高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼則在。若為高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼則在鋼號末端加鋼號末端加“A”，如

33、，如T10A。 6. FeC6. FeC合金的平衡結(jié)晶過程及組織合金的平衡結(jié)晶過程及組織 （1 1）工業(yè)純鐵）工業(yè)純鐵 以以Wc=0.01%Wc=0.01%的合金為例的合金為例 室溫組織為：室溫組織為：+ Fe3C Fe3C Fe3C Fe3C最多為最多為0.33% 0.33% 如下圖如下圖 轉(zhuǎn)變過程：轉(zhuǎn)變過程：LL+LL+ + Fe3C Fe3C 勻晶轉(zhuǎn)變多晶型轉(zhuǎn)變脫溶沉淀勻晶轉(zhuǎn)變多晶型轉(zhuǎn)變脫溶沉淀 工業(yè)純鐵室溫組織圖（工業(yè)純鐵室溫組織圖（200200）（2 2） 共析鋼共析鋼共析鋼（共析鋼（Wc=0.77%Wc=0.77%） 室溫組織為室溫組織為P P（+ Fe3C Fe3C），），P P

34、呈層片狀，呈層片狀，是是和和Fe3CFe3C的層片交替重疊的機(jī)械混合物。如的層片交替重疊的機(jī)械混合物。如圖圖7.537.53圖中的白色片狀為圖中的白色片狀為，黑色片狀為黑色片狀為Fe3CFe3C。 過程如下：過程如下：LL+P+PLL+P+P（+ + Fe3CFe3C） 勻晶轉(zhuǎn)變共析轉(zhuǎn)變脫溶沉淀勻晶轉(zhuǎn)變共析轉(zhuǎn)變脫溶沉淀 共析鋼的室溫組織（共析鋼的室溫組織（500500）（3 3）亞共析鋼）亞共析鋼 亞共析鋼（亞共析鋼（Wc=0.0218Wc=0.02180.77%0.77%） 室溫組織為：室溫組織為：+ P P 如圖如圖7.567.56中的白色為中的白色為，黑色片黑色片狀為狀為P P。 過程如

35、下：過程如下： LL+LL+L+L+L+L+ + +P P+ + + P P （析出析出Fe3CFe3C） 勻晶轉(zhuǎn)變包晶轉(zhuǎn)變共析轉(zhuǎn)變脫溶沉淀勻晶轉(zhuǎn)變包晶轉(zhuǎn)變共析轉(zhuǎn)變脫溶沉淀 特別需注意：特別需注意：室溫組織為室溫組織為+ P P，由于由于是發(fā)生在共是發(fā)生在共析轉(zhuǎn)變之前，我們稱為先共析析轉(zhuǎn)變之前，我們稱為先共析鐵素體鐵素體。共析轉(zhuǎn)變之前共析轉(zhuǎn)變之前+和的相對量和的相對量( (即共析轉(zhuǎn)變后即共析轉(zhuǎn)變后和和P P的相對量的相對量) )可通過杠可通過杠桿法則來計(jì)算。桿法則來計(jì)算。 亞共析鋼的室溫組織（亞共析鋼的室溫組織（200200）（5 5）共晶白口鑄鐵）共晶白口鑄鐵共晶白口鑄鐵（共晶白口鑄鐵（Wc

36、=4.30%Wc=4.30%） 液相冷至液相冷至1 1點(diǎn)，發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變：點(diǎn)，發(fā)生共晶轉(zhuǎn)變： L4.30L4.302.112.11+ + Fe3C Fe3C 此共晶體成為萊氏體此共晶體成為萊氏體(Ld(Ld：+Fe3C)+Fe3C)，溫度降至溫度降至PSKPSK線線發(fā)生共析轉(zhuǎn)變形成發(fā)生共析轉(zhuǎn)變形成P P，共析轉(zhuǎn)變結(jié)束后組織為共析轉(zhuǎn)變結(jié)束后組織為Fe3C+ P Fe3C+ P + Fe3C+ Fe3C，稱為低溫萊氏體稱為低溫萊氏體( (變態(tài)萊氏體變態(tài)萊氏體) )，用，用LdLd表表示。示。 室溫組織為：室溫組織為：LdLd（P + Fe3C+Fe3CP + Fe3C+Fe3C） 過程如下：過程如下

37、：LL+ LdLL+ Ld（+Fe3C+Fe3C）LdLdLdLd（+Fe3C+Fe3C+Fe3C+Fe3C）LdLd（P + Fe3C+Fe3CP + Fe3C+Fe3C） 共晶轉(zhuǎn)變共析轉(zhuǎn)變脫溶沉淀共晶轉(zhuǎn)變共析轉(zhuǎn)變脫溶沉淀 共晶白口鑄鐵組織圖（共晶白口鑄鐵組織圖（200200）（6 6）亞共晶白口鑄鐵）亞共晶白口鑄鐵 亞共晶白口鑄鐵（亞共晶白口鑄鐵（Wc=2.11Wc=2.114.30%4.30%） 冷卻曲線如圖：冷卻曲線如圖： 室溫組織為：室溫組織為：Fe3CFe3C+ Ld +P + Ld +P ，其組織如圖其組織如圖7.59 7.59 過程如下：過程如下：LL+L+ Ld+ Ld LL

38、+L+ Ld+ Ld +Fe +Fe3 3C C+Ld+Fe+Ld+Fe3 3C C+Ld+P Fe+Ld+P Fe3 3C C+ Ld + Ld +P +P 勻晶反應(yīng)共晶轉(zhuǎn)變脫溶轉(zhuǎn)變共析反應(yīng)勻晶反應(yīng)共晶轉(zhuǎn)變脫溶轉(zhuǎn)變共析反應(yīng) 亞共晶白口鑄鐵組織圖（亞共晶白口鑄鐵組織圖（200200）（7 7）過共晶白口鑄鐵）過共晶白口鑄鐵 過共晶白口鑄鐵（過共晶白口鑄鐵（Wc=0.77Wc=0.772.11%2.11%） 冷卻曲線如圖：冷卻曲線如圖： 室溫組織為：室溫組織為：Fe3CFe3C+ Ld + Ld ，其組織其組織如圖如圖7.60 7.60 過程如下：過程如下：LL+Fe3CLL+Fe3CFe3CF

39、e3C+ Ld + Ld Fe3C Fe3C+ Ld + Ld 勻晶反應(yīng)共晶勻晶反應(yīng)共晶轉(zhuǎn)變脫溶轉(zhuǎn)變共析反應(yīng)轉(zhuǎn)變脫溶轉(zhuǎn)變共析反應(yīng) 過共晶白口鑄鐵組織圖（過共晶白口鑄鐵組織圖（200200）注意區(qū)別組織中的滲碳體注意區(qū)別組織中的滲碳體 一次滲碳體一次滲碳體 Fe3CFe3C： 共晶滲碳體共晶滲碳體 Fe3CFe3C： 二次滲碳體二次滲碳體 Fe3CFe3C： 共析滲碳體共析滲碳體 Fe3CFe3C： 二次滲碳體二次滲碳體 Fe3CFe3C： 7.Wc7.Wc對鐵碳合金的組織和性能的影響對鐵碳合金的組織和性能的影響-A-A 隨著含碳量的增加隨著含碳量的增加, Fe, Fe、C C合金的組織發(fā)生下列變化：合金的組織發(fā)生下列變化：+Fe3CFe3C +P P P+Fe3CP P P+Fe3C Fe3C Fe3C+Ld +P +Ld +P Ld Fe3C Ld Fe3C+ Ld + Ld 稱為稱為組織組成物組織組成物 所有所有Fe-FeFe-Fe3 3C C合金的室溫組織都是由鐵素體合金的