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思考题与习题 (答题并自学参考答案) 供自学 --参考答案 供自学 --参考答案 供自学 --参考答案 图35 铁碳合金 状态图的 典型合金 图36 共析钢的结晶过程 （1）共析钢 ● 结晶过程： 1－2点：—L0.77→γ0.77 3点：—共析转变 γ→P 3点以下：—P中的F析出 Fe3CⅢ （忽略） 4. 铁碳合金 4）典型合金 的 平衡结晶 图35 铁碳合金 状态图的 典型合金 图38 亚共析钢的结晶过程 （1）亚共析钢 ●结晶过程： 1～3点：L→δ，L+δ→γ，δ→γ，L→γ 4～5点：—γ→α先共析 5点：—共析转变 γ→P 5点以下：α先共析→Fe3CⅢ P中的F析出Fe3CⅢ （忽略） 4. 铁碳合金 4）典型合金 的 平衡结晶 图37 含碳0.2%的显微组织 图35 铁碳合金 状态图的 典型合金 图39 过共析钢的结晶过程 （1）过共析钢 ●结晶过程： 1－2点：—L→γ 3—4点：—γ→Fe3CⅡ+γ 4点：—共析转变 γ→P 4点以下：—P中的F析出Fe3CⅢ （忽略） 4. 铁碳合金 4）典型合金 的 平衡结晶 4. 铁碳合金 5）含碳量对铁碳合金组织和性能的影响 （1） C对平衡组织的影响 ● 引起相组成物中F、 Fe3C相对量的变化： C％↑——F％↓、Fe3C％↑ ● 引起组织组成物的变化 C％↑——室温组织由F→F+P→P→P+ Fe3CⅡ→P+ Fe3CⅡ+Le’→Le’→ Fe3CⅠ+Le’→ Fe3CⅠ ● 引起组织形态的变化： 例Fe3CⅡ：C％↑—不连续→连续网状 6）含碳量对力学(机械)性能的影响 （1） 原因： ● 室温组织类型、相组成和组织组成物相对量不同 ● 组织的形态与分布不同（尤其应注意Fe3CⅡ的分布） 引起相组成物中F、 Fe3C相对量的变化： C％↑——F％↓、Fe3C％↑ （2） 影响： ●对钢的影响：（如图示） ● C％↑—硬度↑，塑、韧性↓ ● 强度：先升后降 （当C％＞1.0％时， Fe3CⅡ呈连续网状） ●对白口铁的影响： ●脆性很大，强度很低, 硬度、耐磨性很高 图40 碳对钢的力学性能的影响 （1）硅 Si : 脱氧剂，（且强化F,提高淬透性） 但SiO2易成 为非金属夹杂, （2）锰 Mn ： 有益元素，脱氧剂，除硫剂，（且强化F,提高淬透性），提高钢的强度。但MnO、MnS易成为非金属夹杂物, Mn，有益元素，脱氧剂;降低钢的的脆性。 7）钢中杂质元素对组织性能的影响 4. 铁碳合金 （3）硫S : S％0.050%. 不利作用：有害元素，引起热热脆（红脆性）; 原因:(FeS＋Fe）为共晶体，985℃为液体。硫的含量越高，热脆性越严重。 有利作用：提高切削加工性. (4) 磷P: P 0.0045％ 不利作用：有害元素，冷脆。使钢常温下其塑 性和韧性急剧下降，脆性转变温度升高，在低温时 这种现象更加严重。 （原因：固溶于F→钢强硬度↑，塑韧性↓↓） 有利作用：提高切削加工性,使弹片易碎等 7）钢中杂质元素对组织性能的影响 4. 铁碳合金 （5）氢 H：0.0001％ 有害元素，氢脆，白点。过多的氢分子会导 钢的开裂,时效形成氮化物→脆化。 冶金时防止进入， 去氢退火。 （6）氮N 、氧O ： ● 一般情况下均是有害元素 H —— 氢脆， 白点→塑韧性↓ O —— 形成氧化物 → 非金属夹杂 ● 控制方法： N —— 加入Al→AlN O —— 加脱氧剂 Si,Mn等 总之，杂质元素对钢材的性能与质量影响很 大，必须严格控制在所规定的范围内。 7）钢中杂质元素对组织性能的影响 8）钢的分类 图41 钢的分类示意图 8）钢的分类 （1）碳素钢分如下三类： ● 普通碳素结构钢： 新：Q235A（F、b、Z）、σs≥235MPa。 旧：甲类钢：A1、A2、A3、………A7满足机械性 能要求的。 乙类钢：B1、B2、B3、……….B7满足化学性 能要求的。 特类钢：C2、C3、……..C5满足机械和化学性能要求的。 通常用于制造型材、螺钉、铁钉、铁丝、建筑材料等。 8）钢的分类 （1）碳素钢分如下三类： ● 优质碳素结构钢： 普通含锰量钢：0.25～0.8％Mn。 较高含锰量钢：0.70～1.20％Mn。 举例：45： 0.45％C左右、 0.50～0.80％Mn