钢中存在哪几种类型的碳化物

白口铸铁中碳化物的类型根据碳化物的结晶点阵形式，碳化物可分为两大类型：1．简单密排结构的间隙碳化物当r C/r M<0.59时，碳原子处在简单的点阵间隙之间，形成不同于原金属结晶点阵的间隙相。

这类金属元素是Mo、W、V、Ti、Nb、Zr，形成的碳化物有：MC型——WC、VC、TiC、NbC、ZrCM2C型——W2C、Mo2C如果同时存在多种过渡族金属元素，将形成复杂的碳化物。

在满足点阵类型、电化因素和尺寸因素三条件时，其中的金属原子可互相置换，如TiC–VC系形成(Ti、V)C；VC–NbC系形成(Nb、V)C；TiC–ZrC系形成(Ti、Zr)C等。

MC型碳化物中的金属原子M具有面心简单六方结构，其中八面体间隙相都被碳原子占领，所以，M：C=1：1，晶体为NaCl型结构。

M2C碳化物具有密排六方结构，例如：W2C、Mo2C、V2C、Nb2C，碳原子处于四面体的空隙中。

2．复杂密排结构的间隙碳化物当r C/r M>0.59时，碳不可能与金属元素形成简单密排的间隙相，而是形成一种结晶点阵复杂的间隙化合物。

Cr、Mn、Fe的碳化物属于复杂密排结构，其中M23C6、M6C为复杂立方、M7C3为复杂六方、M3C为斜方点阵。

常见到的复杂密排结构的碳化物为M3C型——Fe3C、Mn3C或(Cr、Fe)3C，简称K c；M7C3型——Cr7C3、Mn7C3或(Cr、Fe)7C3，简称K2；M23C6型——Cr23C6、Mn23C6，及三元碳化物Fe21W2C6、Fe21Mo2C6、(Cr、Fe)23C6，简称K1；M6C型——Fe3W3C、Fe4W2C、Fe3Mo3C、Fe4Mo C等三元碳化物。

(1)M3C型碳化物：最常见的是普通白口铸铁中的渗碳体(Fe3C)。

渗碳体的晶体结构为斜方晶格，晶格常数a=0.45144μm，b=0.50787μm，c=0.67287μm。

渗碳体的晶体结构见图1所示。

1.钢中存在哪几种类型的碳化物？比较它们稳定性的强弱。

碳化物的稳定性对钢的性能及热处理有什么意思？答：分类：复杂点阵结构碳化物、简单点阵碳化物、合金碳化物、合金渗碳体。

性能意义：碳化物稳定性高，可使钢在高温下工作并保持其较高的强度和硬度。

钢的红硬性、热强性好。

相同硬度条件下，碳化物稳定性高的钢可在更高温度下回火，使钢的塑性、韧性更好。

合金钢较相同硬度的碳钢综合力学性能好。

碳化物的稳定性高，在高温和应力作用下不易聚集长大，也不易因原子扩散作用而发生合金元素的再分配。

钢的抗扩散蠕变性能好。

热处理意义：（1）特殊碳化物稳定性高，合金钢奥氏体化的温度要提高、保温时间要延长。

（2）碳化物的稳定性过高，加热时不溶于奥氏体，随后冷却时加速奥氏体的分解，降低钢的淬透性；碳化物的稳定性低，加热时溶于奥氏体中，增大过冷奥氏体的稳定性，提高淬透性。

（3）碳化物的稳定性高，淬火钢的回火稳定性高。

2.合金钢二次硬化现象的本质是什么？对钢的性能有什么影响？答：二次硬化为淬火钢在回火时出现的硬度回升现象，原因是特殊碳化物的弥散强化+二次淬火。

影响：提高热强性，红硬性。

3.低合金高强度钢中的主加合金元素Mn对钢的性能有哪些影响？为什么它会有这些影响？答：锰是A形成元素，能降低A→P转变的温度Ar1，并减缓其转变速度，可细化P，↑钢的强度和硬度。

锰的加入可使Fe-C状态图中“S”点左移，使基体中P数量增多，可使钢在相同含碳量下，P量增多，致使强度不断↑。

锰还能↓钢的韧脆转变温度。

原因：锰属于复杂立方点阵，其点阵类型及原子尺寸与α-Fe相差较大，因而锰的固溶强化效果较强。

4.机器零件用钢中的主加合金元素有哪些？他们的作用？答：主加合金元素：Si、Mn、Cr、Ni、B，作用：分别加入或复合加入钢中，对↑钢的淬透性、↑钢的综合力学性能起主导作用。

5.弹簧钢的成分特点是什么？这样的成分对钢的性能有哪些影响？答：1、中、高碳碳素弹簧钢的含碳量在0.6%～0.9%之间，合金弹簧钢的含碳量一般在0.40%～0.70%之间，以保证高的弹性极限、屈服强度和疲劳强度。

合金元素在钢铁中的存在形式及其影响一、碳碳是钢铁中的重要元素，它是区分钢铁的主要标志之一。

在决定钢号时，往往注意到碳的含量，碳对钢铁的性能起决定性的作用。

由于碳的存在，才能将钢进行热处理，才能调节和改变其机械性能。

当碳含量在一定范围内时，随着碳含量的增加，钢的硬度和强度得到提高，其塑性韧性下降；反之，则硬度和强度下降，而塑性和韧性提高。

碳在钢铁中的存在形式可分为下列两种：1、化合碳：即碳以化合形态存在。

在钢中主要以铁的碳化物（如Fe3C）和合金元素的碳化物形态存在。

在合金钢中常见的碳化物，如：Mn3C、Cr3C2、WC、W2C、VC、MoC、TiC等，统称为化合碳。

2、游离碳：铁碳固溶体中的碳、无定形碳、石墨碳、退火碳等统称为游离碳。

高碳钢经退火处理时也会有部分游离碳析出。

在铸铁中的碳，除了极少量固溶于铁素体外，常常以游离形态或化合形态，或二者并存的形态存在。

化合碳与游离碳总和称为总碳量。

在分析游离碳较多的铸铁等试样时，应特别注意样品的代表性和均匀性。

游离碳一般不和酸起作用，而化合碳能溶于酸中，借此性质可分离游离碳。

碳化铁容易溶解在各种酸中，并容易被空气所氧化，但是碳化铁不溶于冷的和稀的非氧化性酸（硫酸、盐酸）内，大部分碳化物以黑色或深褐色的沉淀而沉降下来，但是，这种沉淀在氧化剂甚至于在空气中的氧参与下都很易溶解，受到浓硫酸、浓硝酸作用时，碳化铁即被分解而析出不同组分的挥发性碳。

大多数合金元素的碳化物难溶于酸内，为使其完全分解，需采取适当的措施，例如：1、在加热的情况下，将钢样用盐酸或硫酸处理，直至金属部分完全溶解，然后小心加入硝酸使碳化物破坏。

2、钢样内如含有稳定的碳化物时，在用硝酸氧化以前，先行蒸发至开始冒硫酸烟（或蒸发硫磷酸至冒硫酸白烟），然后再仔细地滴加浓硝酸。

3、在钢样中含有极稳定的碳化物，用上述方法不能溶解时，可将钢样用热盐酸、硝酸或盐—硝混合酸处理后，再用高氯酸处理。

在高氯酸蒸发的温度（约200℃）下加热，这时全部碳化物即会分解。

钢中常见元素的存在状态一、碳碳是钢铁中的主要成分之一，是钢铁分类的重要依据，一般含水量碳量在1。

7%以下者为钢，大于1。

7%为铁。

碳在钢中主要以碳化铁Fe3C和合金元素的碳化物状态存在，如Mn3C、Cr3C2、WC、TiC、NbC等，以这种形式存在的碳，称为化合碳。

游离碳包括无定型碳、石墨碳和退火碳等。

当碳含水量增加时，其强度和硬度随之增加，而塑性和延展性随之降低，使钢脆且难以加工；反之，随着碳含量的减少，钢的韧性得到增强且易切削加工。

二、硅硅要钢中主要以固溶体状态存在，其形式为FeSi或更复杂的化合物FeMnSi，也有少部分硅酸盐状态的夹杂物，在高碳硅钢中可能有少量SiC形成。

硅和氧的亲和力仅次铝和钛，而强于锰、铬和钒，所以在炼钢过程中，硅用作还原剂和脱氧剂。

硅还能增强钢的抗张力、弹性、耐热性，又能增大钢的电阻系数。

故钢中含硅量一般不小于0。

10%，作为一种合金元素来考虑，一般不低于0。

40%，而硅金刚中含硅量可高达4%以上。

三、锰锰在钢中主要以固溶体和MnS状态存在，当生成MnS后有多余的锰时，也可组成Mn3C，此外，也有少量的MnSi、FeMnSi等存在。

锰在炼钢中通常作脱氧剂和脱硫剂而特意加入。

锰和硫作用可防止热脆，从而提高钢的可锻性。

锰在钢中一般含量0。

3~0。

8%，含量超过0。

8%即作锰合金钢。

当锰钢中锰含量超过10%时，特别耐磨。

四、磷磷在钢中主要以固深体、磷化物（Fe2P、Fe3P、FeP）及少量磷酸盐夹杂物的状态存在，常呈析离状态。

磷在钢中的分布具有不同程度的偏析现象，所以在取样时应注意代表性。

磷通常是钢铁中的有害元素，如Fe3P是一种很硬的物质，易发生冷脆现象影响钢的性能。

但在某些情况下，磷能改善钢材的切削性能，故易切钢也要求有较高的磷含量。

五、硫硫在钢中主要以MnS和FeS状态存在，它易使钢产生热脆，使钢的机械性能降低，同时对钢的耐蚀性、可焊性不利，因此硫是钢的有害元素之一，在普通钢中硫的含量不超过0。

白口铸铁中碳化物的类型根据碳化物的结晶点阵形式，碳化物可分为两大类型：1．简单密排结构的间隙碳化物当r C/r M<0.59时，碳原子处在简单的点阵间隙之间，形成不同于原金属结晶点阵的间隙相。

这类金属元素是Mo、W、V、Ti、Nb、Zr，形成的碳化物有：MC型——WC、VC、TiC、NbC、ZrCM2C型——W2C、Mo2C如果同时存在多种过渡族金属元素，将形成复杂的碳化物。

在满足点阵类型、电化因素和尺寸因素三条件时，其中的金属原子可互相置换，如TiC–VC系形成(Ti、V)C；VC–NbC系形成(Nb、V)C；TiC–ZrC系形成(Ti、Zr)C等。

MC型碳化物中的金属原子M具有面心简单六方结构，其中八面体间隙相都被碳原子占领，所以，M：C=1：1，晶体为NaCl型结构。

M2C碳化物具有密排六方结构，例如：W2C、Mo2C、V2C、Nb2C，碳原子处于四面体的空隙中。

2．复杂密排结构的间隙碳化物当r C/r M>0.59时，碳不可能与金属元素形成简单密排的间隙相，而是形成一种结晶点阵复杂的间隙化合物。

Cr、Mn、Fe的碳化物属于复杂密排结构，其中M23C6、M6C为复杂立方、M7C3为复杂六方、M3C为斜方点阵。

常见到的复杂密排结构的碳化物为M3C型——Fe3C、Mn3C或(Cr、Fe)3C，简称K c；M7C3型——Cr7C3、Mn7C3或(Cr、Fe)7C3，简称K2；M23C6型——Cr23C6、Mn23C6，及三元碳化物Fe21W2C6、Fe21Mo2C6、(Cr、Fe)23C6，简称K1；M6C型——Fe3W3C、Fe4W2C、Fe3Mo3C、Fe4Mo C等三元碳化物。

(1)M3C型碳化物：最常见的是普通白口铸铁中的渗碳体(Fe3C)。

渗碳体的晶体结构为斜方晶格，晶格常数a=0.45144μm，b=0.50787μm，c=0.67287μm。

渗碳体的晶体结构见图1所示。

碳化物种类汇总有碳、铁、锰，大多数合金元素（除Ni.CO外）都减缓奥氏体化过程．特别是强碳化物形成元素W，Ti，V等和碳有强的亲和力的元素，强烈地减缓碳在钢中的扩散速度，大大的减慢了奥氏体的形成过程。

一、一般特点：碳化物是钢中的重要组成相之一，碳化物的类型、数量、大小、形状及分布对钢的性能有极重要的影响。

碳化物具有高硬度和脆性，并具有高熔点。

这表明它具有共价键特点；碳化物具有正的电阻温度系数，具有导电特性。

这表明它具有金属键特点；碳化物具有金属键和共价键的特点，以金属键占优。

二、碳化物的结构过渡族金属的碳化物中，金属原子和碳原子可形成简单点阵或复杂点阵结构，金属原子处于点阵结点上，而尺寸较小的碳原子在点阵的间隙位置。

如果金属原子间的间隙足够大，可以容纳碳原子时，碳化物就可以形成简单密排结构。

若这种间隙还不足容纳碳原子时，就得到比简单结构稍有变形的复杂密排结构。

因此过渡族金属的原子半径(γM)和碳原子半径(γC)的比值(γC/γM)决定了可以形成简单密排还是复杂结构的碳化物。

1、当γC/γM <0.59时，形成简单点阵的碳化物(1)形成NaCl型简单立方点阵的碳化物。

MC型碳化物：如VC、NbC、TiC、ZrC等，这种MeC相不具备严格的化学计算成分和化学式，一般形式将是MeC，其中0.5≤C≤1。

碳化物中碳浓度的下降使碳化物硬度下降，点阵常数减小。

(2)形成六方点阵的碳化物如Mo2C、W2C、MoC、WC2、当γC/γM >0.59时, 形成复杂点阵的碳化物(1)复杂立方点阵如Cr23C6, Mn23C6, Fe3W3C, Fe3Mo3C(2)复杂六方点阵如Cr7C3，Mn7C3；(3)正交晶系点阵如Fe3C，Mn3C共晶碳化物是碳化物的一种，一般呈鱼骨状分布，经锻打后可呈网状或链状分布，比较大块，有棱有角的。

二次析出的碳化物一般比较的细小，分布也比较均匀，而且也比较圆整，没有明显的棱角。

高速钢碳化物分布级别高速钢碳化物分布级别是指高速钢中的碳化物的分布形态和排列方式的评估等级。

高速钢是一种用途广泛的切削工具钢，具有耐磨、高硬度、高强度等特点。

碳化物是高速钢中重要的组织成分，对高速钢的性能有着重要影响，因此碳化物的分布情况对高速钢的性能有着重要的影响。

高速钢中的碳化物主要包括MC型碳化物、M_6C型碳化物和M_23C_6型碳化物。

其中，MC型碳化物主要含有钼（Mo）和钨（W），具有较高的硬度和热稳定性；M_6C型碳化物主要含有铬（Cr），具有良好的耐磨性和耐高温性能；M_23C_6型碳化物含有较多的铬（Cr）和碳（C），具有良好的耐蚀性。

高速钢碳化物的分布级别主要有以下几个等级：1.满分级别：此级别表示高速钢中的碳化物分布均匀，结构致密，没有过大或过小的碳化物聚集，碳化物的分布比例适中。

这种分布级别的高速钢具有较好的硬度和耐磨性能。

2.一般级别：此级别表示高速钢中的碳化物分布不够均匀，有些区域可能存在过大的碳化物聚集，有些区域可能存在过小或过少的碳化物。

这种分布级别的高速钢的性能一般，硬度和耐磨性能相对较低。

3.较差级别：此级别表示高速钢中的碳化物分布不均匀，有一些区域存在大量的碳化物聚集，而另一些区域几乎没有碳化物。

这种分布级别的高速钢的性能较差，硬度和耐磨性能极低。

以上是高速钢碳化物分布级别的主要分类，而具体的分类标准可以根据碳化物的分布情况来划分。

为了评估高速钢中碳化物的分布级别，通常采用显微镜观察切割样品的金相组织，然后通过图像处理和分析软件进行碳化物分布的评估。

在钢铁制造和加工过程中，高速钢碳化物的分布级别对产品的质量和性能有着重要影响。

一般来说，满分级别的高速钢具有较高的硬度、耐磨性和热稳定性，适用于高速切削和冷挤压加工等应用；而较差级别的高速钢则容易出现碳化物析出不均匀、面板脆化等问题，影响产品的质量和使用寿命。

因此，在高速钢的生产和应用过程中，需要严格控制碳化物的分布情况，以确保产品的品质和性能。

碳化物在钢中的作用
嘿，咱今儿就来聊聊碳化物在钢里的那些事儿！你说这碳化物啊，就像是钢这个大家庭里的小精灵，各有各的脾气和作用呢！
你想想看，钢要是没有碳化物，那可就少了很多奇妙的变化呀！碳化物能让钢变得更坚硬，就好像给钢穿上了一层坚固的铠甲。

这不就跟咱人一样嘛，要是没点硬本事，在社会上咋混得开呀！
比如说碳化钛吧，这家伙可厉害了！它能大大提高钢的硬度和耐磨性。

就好比是一个大力士，能扛起很重的东西，让钢在各种环境下都能稳稳当当的。

你说要是没有它，钢碰到点硬东西，不就容易变形啦？那可不行！
还有碳化铬，这也是个厉害的角色呢！它能让钢具有更好的耐腐蚀性。

就像给钢打了一把保护伞，让那些腐蚀性的东西都没法轻易伤害到它。

你想想看，要是没有这层保护，钢遇到点酸碱啥的，不就很快被腐蚀坏啦？
碳化物还能影响钢的韧性呢！这就好比一个人，不能光是硬邦邦的，还得有点柔韧性，不然稍微一碰就断了，那可不行。

合适的碳化物能让钢既有硬度又有一定的韧性，这样才能更好地应对各种情况呀。

而且哦，不同种类的碳化物和钢里的其他元素一搭配，那效果可就更不一样啦！这就像是不同的调料放在一起，能做出各种美味的菜肴一样。

它们相互配合，让钢变得更加出色。

咱再想想，如果钢里的碳化物分布不均匀会咋样？那可就好比一个人长得歪瓜裂枣的，不均衡呀！这可不行，得让碳化物均匀地分布在钢里，这样钢的性能才能发挥得更稳定。

总之啊，碳化物在钢里的作用那可真是太重要啦！它们就像是钢的秘密武器，让钢变得强大、耐用、可靠。

没有它们，钢可就没那么厉害啦！所以说呀，可别小看了这些小小的碳化物哦，它们可是有着大本事呢！你说是不是呀？。

铁碳化物和碳化铁-概述说明以及解释1.引言1.1 概述铁碳化物和碳化铁是两种重要的材料，它们在不同的工业领域中具有广泛的应用。

铁碳化物是由铁与碳元素形成的化合物，而碳化铁则是一种特殊的铁碳化物。

这两种材料的区别在于其晶体结构和物理特性的差异。

铁碳化物通常是由碳原子和铁原子之间稳定的化学键结合而成的。

这种化合物可以以不同的比例存在，从而形成不同类型的铁碳化物，如Fe3C、Fe2C等。

铁碳化物具有高硬度、高抗磨损性和耐腐蚀性能，因此在刀具、轴承和齿轮等领域被广泛应用。

此外，铁碳化物还可以用作催化剂和电磁材料等方面。

碳化铁是一种特殊的铁碳化物，它的晶体结构和化学成分与普通的铁碳化物有所不同。

碳化铁一般由Fe3C和纯铁相组成。

与普通的铁碳化物相比，碳化铁具有更高的硬度和更好的耐磨性能，因此在建筑、采矿和冶金等行业中被广泛使用。

此外，碳化铁还具有良好的导电性和热导性能，在电子元件和热传导材料等领域有着重要的应用。

铁碳化物和碳化铁在应用领域上有一些重要的区别。

一方面，铁碳化物多用于机械加工和金属制品生产中，如汽车零部件和工具刀具等。

另一方面，碳化铁主要用于建筑和采矿行业，用于制造耐磨件和耐磨附件等。

此外，铁碳化物与碳化铁在电子和电气领域的应用也有所不同，铁碳化物多用于制造磁性元件，而碳化铁则用于制造导电元件。

总之，铁碳化物和碳化铁是两种重要的材料，它们在不同的工业领域中发挥着重要的作用。

深入了解铁碳化物和碳化铁的特点和应用领域，对于优化材料选择和提高工业生产效率具有重要意义。

1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：文章结构:本文主要分为三个部分，包括引言、正文和结论。

引言部分主要介绍了本文的背景和目的。

首先概述了铁碳化物和碳化铁两个概念，接着给出了整篇文章的结构安排，最后阐述了本文的目的是分析铁碳化物和碳化铁的特点及其在应用领域中的区别。

正文部分将详细介绍铁碳化物和碳化铁的特点。

首先对铁碳化物进行了分析，包括其组成、性质和制备方法等方面的内容。

高速钢中mc型碳化物
高速钢中的MC型碳化物是一种复杂的立方晶格结构，主要由铁和碳元素组成。

这种碳化物在高温下具有很高的硬度和耐磨性，是高速钢中的主要碳化物之一。

MC型碳化物呈鱼骨状或棒状分布，能有效增强刀片的硬度和耐磨性。

在高速钢的制造过程中，MC型碳化物的形成与铸态组织中的初生MC碳化物粒度较大有关，经锻、轧后在一定程度上会被击碎。

大块碳化物是使高速钢韧性降低、磨削性能下降的重要原因，因此控制大颗粒碳化物是高速钢制造中的重要环节。

同时，MC型碳化物也是稳定性碳化物，加热时不发生分解。

如需了解更多关于高速钢中MC型碳化物的信息，建议咨询材料学专家或查阅相关文献资料。