9-碳钢、合金钢、铸铁解析

合金钢、铸铁、有色金属的显微组织观察与分析实验目的实验说明实验内容及方法指导实验报告要求思考题一：实验目的(1)观察各种常用合金钢、有色金属和铸铁的显微组织.（2)分析这些金属材料的组织和性能的关系及应用。

二:实验说明1．几种常用合金钢的显微组织一般合金结构钢、低合金工具钢都是低合金钢。

即合金元素总量小于5％的钢,由于加入了合金元素，使相图发生了一些变动，但其平衡状态的显微组织与碳钢没有质的区别。

热处理后的显微组织仍然可借助C曲线来分析，除了Co元素之外，合金元素都使C曲线右移，所以低合金钢用较低的冷却速度即可获得马氏体组织。

例如，除作滚动轴承外，还广泛用作切削工具、冷冲模具、冷轧辊及柴油机喷嘴的GCrl5钢，经过球化退火、840～C油淬和低温回火，得到的组织为隐针或细针回火马氏体和细颗粒状均匀分布的碳化物以及少量残余奥氏体.高速钢是一种常用的高合金工具钢.如W18Cr4V高速钢，因为含有大量合金元素，使Fe-Fe3C相图中点E 大大向左移动,所以它虽然只含有w（C）=0．7%~0．8％碳，但已经含有莱氏体组织。

在高速钢的铸态组织中可看到鱼骨状共晶碳化物，如图1所示。

这些粗大的碳化物，不能用热处理方法去除，只能用锻造的方法将其打碎.锻造退火后高速钢的显微组织是由索氏体和分布均匀的碳化物组成（图2)。

大颗粒碳化物是打碎了的共晶碳化物。

高速钢淬火加热时，有一部分碳化物未溶解,淬火后得到的组织是马氏体、碳化物和残余奥氏体(图3）。

碳化物呈颗粒状,马氏体和残余奥氏体都是过饱和的固溶体,腐蚀后都呈白色，无法分辨，但可看到明显的奥氏体晶界。

为了消除残余奥氏体，需要进行三次回火，回火后的显微组织为暗灰色回火马氏体、白亮小颗粒状碳化物和少量残余奥氏体，如图4所示。

图1 W18Cr4V钢铸态组织图2 W18Cr4V钢锻后退火组织图3 W18Cr4V钢的淬火组织图4 W18CNV钢的淬火回火组织2．铸铁的显微组织依铸铁在结晶过程中石墨化程度不同，可分为白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁.白口铸铁具有莱氏体组织而没有石墨，碳几乎全部以碳化物形式(Fe3C)存在；灰口铸铁没有莱氏体，而有石墨,即碳部分或全部以自由碳、石墨的形式存在。

铁合金知识点总结一、铁合金的分类根据合金中主要元素的不同，铁合金可以分为碳钢、合金钢和铸铁三大类。

碳钢是指含有铁和碳两种元素，并且含碳量在0.04%～2.0%之间的合金钢。

合金钢是指除铁和碳外，同时含有其他合金元素的合金钢，例如含有铬、镍、钼等元素的合金钢。

铸铁是指含有铁和碳两种元素，并且含碳量超过2.11%的合金铁。

二、铁合金的生产工艺1.高炉法高炉是生产生铁和熔铁的基本设备。

高炉法利用含有铁矿石、焦炭和石灰石的原料，经过还原反应制取生铁。

其中，含有铁矿石的原料主要有赤铁矿、磁铁矿和钒铁矿等。

高炉法生产的生铁通常含有碳、硅、锰和磷等杂质。

其中碳和硅是生铁的主要杂质，因此需要通过转炉法等进一步的精炼工艺来获得优质的铁合金。

2.转炉法转炉法是一种用于炼钢的工艺。

传统的转炉法主要分为氧气转炉法和电力转炉法两大类。

氧气转炉法是利用高温氧气对炉内熔化的生铁进行氧化反应，从而降低碳、硅等杂质元素的含量。

电力转炉法则是采用电熔炼的方式，通过加入适量的废钢和合金元素来调整合金成分。

3.电炉法电炉法是一种用电加热的工艺，主要用于再生资源的熔炼和炼钢。

由于采用了电力作为加热源，电炉法可以更加灵活地调整合金的成分，生产高品质的铁合金。

三、铁合金的性质1.物理性质铁合金通常具有良好的导电性和导热性，同时也具有较高的磁性。

根据不同的合金成分，铁合金的密度、硬度和延展性等物理性质也会有所不同。

2.化学性质铁合金在化学性质上也具有一定的特点。

例如，碳钢中的碳含量决定了其强度和塑性，而合金钢中添加的合金元素可以改善其耐热性、耐腐蚀性和机械性能。

3.机械性能铁合金的机械性能是指其在受力下的变形或破坏性质。

通常包括强度、硬度、韧性、塑性等指标。

这些性能直接影响着铁合金在工程上的应用。

四、铁合金的应用1.建筑和结构碳钢和合金钢在建筑和结构领域中得到了广泛的应用。

例如桥梁、建筑结构、机械设备等都需要使用高强度、耐磨损的钢材来保证其安全和稳定性。

非合金钢，碳钢，合金钢，铸铁，焊接工艺解析Fe-Fe3C相图第一章：非合金钢（碳钢）铁碳合金：是以铁和碳为基本组元组成的合金，是钢和铸铁的统称一、非合金钢:含碳量小于2.11%，并含有少量的锰、硅、磷、硫、等杂志元素的铁碳合金。

碳钢的分类：1、按含碳量分类：2、1）、低碳钢（W c<0.25%）2）、中碳钢（W c =0.25~0.60%）3）、高碳钢（W c >0.60%）2、按质量分类1）普通质量碳钢（W s≥0.045%、W p≥0.045%）2）优质碳钢3）特殊质量碳钢（W s≤0.020%、W p≤0.020%）3、按用途分类1）碳素结构钢2）优质碳素结构钢3）碳素工具钢4）碳素碳钢按脱氧方式不同：●沸腾钢（F）脱氧不完全的钢●镇静钢（Z）完全脱氧的钢●半镇静钢（b）●特殊镇静钢（TZ）通常Z和TZ可省略，如：Q235-A·F表示≥235MPa，质量等级为A级。

脱氧方法为沸腾钢的碳素结构钢。

3普通碳素结构钢的牌号、主要成分、力学性能(摘自GB/T700-1988)●如45钢，表示其平均含碳量（万分数）为0.45%。

●优质碳素结构钢分为普通含锰量（W Mn≤0.7%）和较高含锰=0.7%~1.2%）两类。

含锰量较高的优质碳素结构钢量（WMn在两数字后面加Mn字，脱氧方法表示法同碳素结构钢。

碳素工具钢碳素工具钢含碳量比较高（W C =0.65%~1.35%）,硫、磷杂志含量较少，一般经淬火，低温回火后硬度比较高，耐磨性好，但塑性较低。

主要用于要求不很高的刃具，量具和模具。

碳素工具钢的牌号用<碳>的汉语拼音首字母<T>后加数字组成。

数字表示钢中的平均含碳量的千分数，如T9钢，表示钢种平均含碳量为0.9%的优质碳素工具钢，查表可知，随着钢号的增大，含碳量的增大，钢的硬度和耐磨性也增加，但韧性却降低。

碳素铸钢铸钢的含碳量一般在0.15%~0.6%范围。

常用金属材料金属材料来源丰富，并具有优良的使用性能和加工性能，是机械工程中应用最普遍的材料，常用以制造机械设备、工具、模具，并广泛应用于工程结构中。

金属材料大致可分为黑色金属两大类。

黑色金属通常指钢和铸铁；有色金属是指黑色以外的金属及其合金，如铜合金、铝及铝合金等。

1.2.1 钢钢分为碳素钢（简称碳钢）和合金两大类。

碳钢是指含碳量小于2.11%并含有少量硅、锰、硫、磷杂质的铁碳合金。

工业用碳钢的含碳量一般为0.05%～1.35%。

为了提高钢的力学性能、工艺性能或某些特殊性能（如耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等），冶炼中有目的地加入一些合金元素（如Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti等），这种钢称为合金钢。

（一）碳钢1．碳钢的分类碳钢的分类方法有多种，常见的有以下三种。

（1）按钢的含碳量多少分类分为三类：低碳钢，含碳量<0.25%；中碳钢，含碳量为0.25%～0.60%；高碳钢，含碳量>0.60%。

（2）按钢的质量（即按钢含有害元素S、P的多少）分类分为三类：普通碳素钢，钢中S、P含量分别≤0.055%和0.045%；优质碳素钢，钢中S、P含量均≤0.040%；高级碳素钢，钢中S、P含量分别≤0.030%和0.035%。

（3）按钢的用途分类分为两类：碳素结构钢，主要用于制造各种工程构件和机械零件；碳素工具钢，主要用于制造各种工具、量具和模具等。

2．碳钢牌号的表示方法（1）碳素结构钢碳素结构钢的牌号由屈服点“屈”字汉语拼音第一个字母Q、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D）及脱氧方法符号（F、b、Z）等四部分按顺序组成。

其中质量等级按A、B、C、D顺序依次增高，F代表沸腾钢，b代表镇静钢，Z代表镇静钢等。

如Q235-A·F表示屈服强度为235Mpa的A 级沸腾碳素结构钢。

（2）优质碳素结构钢优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示。

这两位数字代表钢中的平均含碳量的万分之几。

例如45钢，表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。

各种型号钢性能及用途钢是一种重要的材料，其性能和用途各不相同。

以下是一些不同型号钢的性能和用途的详细介绍。

1.碳结构钢碳结构钢是最基本的钢材，含有少量碳元素。

这种钢具有良好的机械性能，如高强度、韧性和可塑性。

其用途广泛，包括建筑、汽车制造、舰船建造、机械制造等领域。

2.不锈钢不锈钢含有至少10.5%的铬元素，这使得它具有抗腐蚀性能。

不锈钢可根据其含有的其他元素类型来分类，如奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和双相不锈钢等。

不锈钢广泛应用于食品加工、医疗设备、化学工业、建筑装饰等领域。

3.合金钢合金钢是通过向普通钢中添加其他元素来改变其性能的钢材。

添加的合金元素可以提高钢的硬度、耐磨性、耐蚀性和高温性能等。

合金钢根据其添加的合金元素不同可分为高速钢、耐热钢、耐腐蚀钢等。

合金钢广泛用于刀具制造、航空航天、化工设备、锅炉制造等领域。

4.高速钢高速钢是一种高硬度、高耐磨性的合金钢，适用于高速切削、冲击和耐磨等要求较高的情况。

高速钢广泛用于制造刀具、加工设备和汽车零部件等。

5.耐热钢耐热钢是一种具有较高耐热性能的钢材，能够在高温下保持较好的力学性能和耐腐蚀性能。

耐热钢广泛应用于锅炉、石化、电力等行业，用于制造耐热容器、加热元件和烧结等设备。

6.耐腐蚀钢耐腐蚀钢是一种具有良好抗腐蚀性能的钢材，适用于酸、碱、盐等腐蚀性介质的工作环境。

耐腐蚀钢广泛用于化工、海洋工程、环境保护等领域，用于制造储罐、管道、化工设备和海洋平台等。

总结而言，钢的性能和用途多种多样。

不同型号的钢有不同的机械性能、耐腐蚀性能和耐高温性能，因此在各个领域具有广泛的应用。

善于选择合适的钢材，可以提高产品的性能和寿命。

合金钢材1. 简介合金钢是一种由铁和其他元素（如碳、铬、镍、钼等）合金化制成的钢材。

相比普通钢材，合金钢具有更高的强度、硬度和耐磨性。

由于其出色的性能，合金钢广泛用于制造工程机械、汽车零部件、航空航天器材和船舶等领域。

2. 合金钢的种类合金钢可以根据其成分和性能分为多种不同的类型，下面介绍几种常见的合金钢。

2.1. 碳钢碳钢中主要合金元素是碳，通常含碳量在0.2%至2.11%之间。

碳可以提高钢的硬度和强度，但会降低其韧性。

碳钢广泛应用于建筑和桥梁等领域。

2.2. 铬钢铬钢中添加了铬元素，通常含铬量在12%至30%之间。

铬能提高钢的耐腐蚀性和抗氧化性能。

铬钢常用于制造不锈钢、汽车零部件和压力容器等。

2.3. 镍钢镍钢中加入了镍元素，通常含镍量在3%至25%之间。

镍能提高钢的韧性和耐腐蚀性。

镍钢广泛应用于船舶和航空航天器材等领域。

2.4. 钼钢钼钢中添加了钼元素，通常含钼量在0.25%至5%之间。

钼能提高钢的强度和韧性，同时还具有耐磨性和耐高温性能。

钼钢常用于制造高速切削工具和先进的合金材料。

3. 合金钢的制造合金钢的制造过程可以分为以下几个步骤：3.1. 配料首先，根据合金钢的配方要求，将铁矿石、废钢、回炉料等原料按照一定比例混合。

同时，根据不同的合金元素要求，加入适量的合金元素粉末。

3.2. 炼钢配料完成后，原料进入炼钢炉进行冶炼。

在冶炼过程中，高温下的还原剂将氧化铁还原为金属铁，并与合金元素结合，形成合金钢。

3.3. 出钢冶炼完成后，将熔融的合金钢浇铸成坯料。

根据需要，坯料可以进一步加工成不同形状的钢材，如板材、型材、圆钢等。

3.4. 热处理为了提高合金钢的性能，常常需要进行热处理。

常见的热处理方法包括退火、正火、淬火和回火等。

通过热处理，可以改善合金钢的硬度、强度和韧性。

4. 合金钢的应用合金钢由于其优异的性能，被广泛应用于各个领域。

•在工程机械制造中，合金钢可用于制造挖掘机斗齿、履带链轮以及高强度的传动轴等零部件。

钢材的型号规格名词解释钢材是我们日常生活中不可或缺的基础材料之一。

无论在建筑、制造、交通运输等领域，都会用到各种不同型号和规格的钢材。

本文将为大家解释一些常见的钢材型号规格名词，帮助读者更好地了解钢材的特点和用途。

一、低碳钢（Low Carbon Steel）低碳钢是指碳含量在0.05-0.25%范围内的钢材。

碳是钢中最主要的合金元素之一，对钢材的硬度和强度具有重要影响。

低碳钢具有良好的可焊性、塑性和韧性，适用于制造各种结构件和机械配件。

二、高碳钢（High Carbon Steel）高碳钢的碳含量在0.60-1.0%之间，通常具有较高的硬度和强度。

高碳钢在生产刀具、弹簧和机械零件等方面具有广泛应用。

然而，由于其较高的碳含量，高碳钢在可焊性和韧性方面稍显不足。

三、合金钢（Alloy Steel）合金钢是指除了碳以外，合金元素含量在总量的5%以上的钢材。

合金钢可以根据所含合金元素的不同分为很多种类。

常见的合金元素有铬、镍、钼、钛等。

合金钢具有较高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能，适用于制造需要承受较大负荷和恶劣环境的零件。

四、不锈钢（Stainless Steel）不锈钢是一种含有至少10.5%铬的合金钢，其主要特点是耐腐蚀性能优异。

不锈钢在建筑、化工、医药等领域广泛应用。

常用的不锈钢有奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢和双相不锈钢等，它们在组织结构和性能上有所不同。

五、热轧钢板（Hot Rolled Steel）热轧钢板是在高温条件下通过轧制工艺加工而成的钢材。

它具有宽阔的应用领域，可以用于制造汽车构件、钢结构、油罐等。

热轧钢板通常具有平整的表面和较高的强度，但机械性能稍逊于冷轧钢板。

六、冷轧钢板（Cold Rolled Steel）冷轧钢板是通过在室温下加工而成的钢材。

由于冷轧工艺的特殊性，冷轧钢板的表面光滑、尺寸精确，并且具有较好的成形性。

冷轧钢板在家电、汽车零部件、饰品等领域有广泛应用。

七、型钢（Section Steel）型钢是指通过特殊工艺加工而成的具有特定截面形状的钢材。