铁碳合金的基本性能是什么

1. 如何结合铁碳相图分析铁碳合金的切削性和可锻性

铁碳合金的基本组元也应该是纯铁和Fe3C。铁存在着同素异晶转变，即在固态下有不同的结构。不同结构的铁与碳可以形成不同的固溶体，Fe—Fe3C相图上的固溶体都是间隙固溶体。由于α-Fe和γ-Fe晶格中的孔隙特点不同，因而两者的溶碳能力也不同。

在铁碳合金中，熔点最低的是c点的铁碳合金，熔点为1148摄氏度，含碳量为4.30%，所以铁碳合金中，熔点最低的是共晶白口铸铁。

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铁碳合金相图可以表达温度及碳的浓度对钢铁的影响，不过没有其他金属的资讯。铁碳合金相图可以分为二部分：亚稳定的Fe-Fe3C系统，其中的碳已和铁键结，以及稳定的Fe-C系统，其中碳以石墨的形式存在。铁碳合金相图一般会包括这两个系统，不过Fe-Fe3C系统用到的比较多。

2. 1.什么是相铁碳合金的基本组织有哪些概念、力学性能以及含碳量各是什么样的 2.布氏硬度、洛氏

1、相(phase)的概念比较抽象，相的定义是系统中结构相同、成分和性能均一，并以界面相互分开的组成部分。多相系统中，不同相之间一定有明显的分界面，越过相界面时，物理性质和化学性质将发生突变。
铁碳合金的基本组织有：平衡组织有：单相组织有铁素体、奥氏体和渗碳体组织。多相组织有珠光体、莱氏体组织。非平衡组织有：贝氏体、马氏体组织。
铁素体：是碳溶解在a-Fe中的间隙固溶体，常用符号F表示。具有体心立方晶格，其溶碳能力很低，常温下仅能溶解为0.0008%的碳，在727℃时最大的溶碳能力为0.0218%。铁素体组织具有良好的塑性和韧性，但强度和硬度都很低.
奥氏体：是碳溶解在r-Fe中的间隙固溶体，常用符号A表示。具有面心立方晶格，其溶碳能力为0.%~2.11%。奥氏体组织具有良好的塑性和韧性，强度和硬度都很低，但比铁素体高.
渗碳体：是铁与碳形成的金属化合物，其化学式为Fe3C。渗碳体的含碳量为ωc=6.69%，为复杂的正交晶格，硬度很高，但是塑性、韧性几乎为零，强度也很低。
珠光体：是由奥氏体发生共析转变的产物，是铁素体与渗碳体片层相间的组织。性能跟片层间距有关，一般来说，片层间距越小，则强度、硬度、塑性、韧性均提高。
莱氏体：是由液体发生共晶转变的产物，是奥氏体体与渗碳体的混合组织。常温下为珠光体、渗碳体和共晶渗碳体的混合物，性能硬而脆。
贝氏体：是钢等温淬火后的产物。贝氏体具有较高的强韧性配合。在硬度相同的情况下贝氏体组织的耐磨性明显优于马氏体。
马氏体：是碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体。一般具有高的强度和硬度。可以分为两种，板条马氏体和片状马氏体。板条马氏体具有良好的强韧性配合，而片状马氏体具有高的强度硬度，而塑韧性差。
2、？

3. 含碳量对铁碳合金的组织和性能影响的大致规律

规律是：在退火或热轧状态下，随含碳量的增加，钢的强度和硬度升高，而塑性和冲击韧性下降。焊接性和冷弯性变差。

碳素钢的性能主要取决于钢的含碳量和显微组织。在退火或热轧状态下﹐随含碳量与钢的强度和硬度成正比，而与塑性和冲击韧性成反比。焊接性和冷弯性变差。所以工程结构用钢，常限制含碳量。

钢中含碳量、脱氧程度和含氮量对淬火时效都有很大影响，低碳钢、脱氧不充分的沸腾钢和含氮量较高的钢发生淬火时效最显著，含碳约0.3%的中碳钢，由淬火时效所引起的性能变化已大为减弱。含碳约0.6%的高碳钢，实际上不起时效硬化作用。

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其它相关化学成分影响：

碳素钢中的残余元素和杂质元素如锰、硅、镍、磷、硫、氧、氮等，对碳素钢的性能也有影响。这和影响有时互相加强，有时互相抵销。例如：硫、氧、氮都能增加钢的热脆性，而适量的锰可减少或部分抵销其热脆性。

残余元素除锰、镍外都降低钢的冲击韧性，增加冷脆性。除硫和氧降低强度外，其它杂质元素均在不同程度上提高钢的强度。几乎所有的杂质元素都能降低钢的塑性和焊接性。

4. 铁碳合金的基本相和组织有哪些各用什么符号表示分别叙述它们的定义及基本性能

铁碳合金的基本相有三个即：
1、铁素体：代表符号F，即碳在体心立方晶格"尔发"铁中形成的固溶体。
2、奥氏体：代表符号A，即碳在面心立方晶格"伽马"铁中形成的固溶体。
3、渗碳体：代表符号Cem，即碳与铁形成的化合物Fe3C。
4.、莱式体：代表符号Ld
5、马氏体：代表符号M

5. 铁碳合金中基本相是那些其机械性能如何

基本相有：铁素体奥氏体渗碳体铁素体的强度和硬度不高，但具有良好的塑性和韧性。奥氏体的硬度较低而塑性较高，易于锻压成型。渗碳体硬度很高而塑性和韧性几乎为零，脆性大。

6. 铁碳合金组织中什么具有塑型变形能力和锻压性能

想要找到这样一个材料的塑面形成的应用是可以找到具体的东西的。

7. 何谓铁碳合金试举例说明

铁碳合金，是以铁和碳为组元的二元合金。例如碳钢和铸铁，就是一种工业铁碳合金材料。

1、铸铁主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。在这些合金中，含碳量超过在共晶温度时能保留在奥氏体固溶体中的量。

2、碳钢是含碳量在0.0218%~2.11%的铁碳合金。也叫碳素钢。一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。一般碳钢中含碳量较高则硬度越大，强度也越高，但塑性较低。

铁碳合金中合金相的形成与纯铁的晶体结构和合金中碳的存在形式有关。纯铁有三种异构态：912℃以下的体心立方晶体结构，称α-Fe；面心立方晶体结构来自912～1394℃，称为γ-Fe；体心立方结构在1394℃，也叫δ-Fe。

在液态下，碳和铁在低于7%碳的范围内完全可溶；在固态下，碳在铁中的溶解度是有限的，溶解度取决于铁（溶剂）的晶体结构。

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铁碳合金由含碳量不同被分为碳钢、铸铁两大类材料，铸铁具有良好的铸造性能，属于脆性材料，具有较高的强度和硬度。碳钢具有一般的铸造性能，但其综合力学性能优于铸铁。

因此，对于结构复杂、静载荷较大的零件，应选用铸铁。对于形状复杂、具有一定力学性能、能承受一定动载荷的零件，可考虑采用碳钢或合金钢。

8. 铁碳合金中的基本结构、基本相、组织是什么 金属材料与热处理中的铁碳合金的基本组织与性能

铁碳合金(iron—carbon alloy)
以铁和碳为组元的二元合金.铁基材料中应用最多的一类——碳钢和铸铁,就是一种工业铁碳合金材料.钢铁材料适用范围广阔的原因,首先在于可用的成分跨度大,从近于无碳的工业纯铁到含碳4％左右的铸铁,在此范围内合金的相结构和微观组织都发生很大的变化；另外,还在于可采用各种热加工工艺,尤其金属热处理技术,大幅度地改变某一成分合金的组织和性能.
铁碳合金中合金相的形成,与纯铁的晶体结构及碳在合金中的存在形式有关.纯铁有三种同素异构状态：912℃以下为体心立方晶体结构：称α-Fe；912～1394℃为面心立方晶体结构,称γ-Fe；1394～1538℃(熔点),又呈体心立方,称δ-Fe.在液态,在低于7％碳范围,碳和铁可完全互溶；在固态,碳在铁中的溶解是有限的,并且溶解度取决于铁(溶剂)的晶体结构.与铁的三种同素异构物相对应,碳在铁中形成的固溶体有三种：α固溶体(铁素体)、γ固溶体(奥氏体)和δ固溶体(8铁素体).这些固溶体中,铁原子的空间分布与α-Fe、γ-Fe和δ-Fe一致,碳原子的尺寸远比铁原子为小,在固溶体中它处于点阵的间隙位置,造成点阵畸变.碳在γ-Fe中的溶解度最大,但不超过2．11％；碳在α-Fe中的溶解度不超过0.0218％；而在δ6-Fe中不超过0.09％.当铁碳合金的碳含量超过在铁中的溶解度时,多余的碳可以以铁的碳化物形式或以单质状态(石墨)存在于合金中,可形成一系列碳化物,其中Fe3C(渗碳体,6．69％C)是亚稳相,它是具有复杂结构的间隙化合物.石墨是铁碳合金的稳定平衡相,具有简单六方结构.Fe3C有可能分解成铁和石墨稳定相,但该过程在室温下是极其缓慢的.
工业上获得广泛应用的碳钢和铸铁就是铁碳合金,含碳低于2．11％的铁碳合金称为钢,含碳高于2．11％的合金称为铸铁.在碳钢和铸铁中除碳之外,还含有硅、锰、硫、磷、氮、氢、氧等一些杂质,这些杂质是在冶炼过程中由生铁、脱氧剂和燃料等带入的.这些杂质对钢铁性能产生影响.
碳钢一般按含碳量、用途、质量和冶炼方法分类.按含碳量可分为：低碳钢(C

9. 铁碳合金中五种渗碳体组织形态特征及对合金性能的影响

铁碳合金中五种渗碳体为：一次渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体、共析渗碳体。

一次渗碳体：是直接从液相结晶出的，形态是大而长的粗大片状，可以提高过共晶白口铸铁的硬度，但降低强度和塑韧性，增加脆性。

2、二次渗碳体：是超过奥氏体中的碳的溶解度而从奥氏体中析出的，形态为沿着原奥氏体晶界呈现网状，可以降低钢的强度，增加脆性，应该消除。

3、三次渗碳体：是超过铁素体中的碳的溶解度而从铁素体中析出的，形态为沿着原铁素体晶界呈现不连续条状分布，由于含量很低，才0.33%，因此，对铁碳合金性能没有什么影响。

4、共晶渗碳体：是发生共晶转变生产的渗碳体。形态为鱼骨状，可以降低铸铁的强度，增加硬度和耐磨性，有时有不利的影响，比如增加脆性，这个时候应该通过石墨化退火来消除。

5、共析渗碳体：是发生共析转变生产的渗碳体。形态为层片状，可以提高钢的强度、硬度，降低塑性韧性。

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加工工艺：

钢中渗碳体以各种形态存在，外形和成分有很大差异。一次渗碳体多在树枝晶间处析出，呈块状，角部不尖锐；共晶渗碳体呈骨骼状，破碎后呈多角形块状；二次渗碳体多在晶界处或晶内，可能是带状、网状或针状；共析渗碳体呈片状，退火、回火后呈球状或粒状。

在金相图谱中渗碳体白亮，退火状态呈珠光色。一次渗碳体和破碎的共晶渗碳体只有在莱氏体钢丝，如9Cr18、Cr12、Cr12MoV和W18Cr4V中才能见到。

只要热加工工艺得当，冷拉用盘条中的一次渗碳体块度应较小、无尖角，共晶碳化物应破碎成小块、角部要圆滑，否则根本无法拉拔，渗碳体带轻度棱角的盘条，可以通过正火后球化退火+轻度（Q020%）拉拔+高温再结晶退火的方法加以挽救。

带状和网状渗碳体也是拉丝用盘条中不应出现的组织，这两种组织提高钢的脆性，不利于钢丝加工成形，显著降低成品钢丝的切削性能和淬火均匀性，对网状2.5级的盘条可用正火的方法改善网状，一般来说钢丝经冷拉-退火两次以上循环，网状可降低0.5-1级。

10. 铁碳合金的成分与性能

铁碳合金

铁碳合金是钢和铁的总称，是工业上应用最广泛的合金。铁碳合金是以铁为基本元素，以碳为主加元素组成的合金。在液态时，铁和碳可以无限互溶。在固态时，碳溶于铁中形成固溶体。当含碳量超过碳在铁中的固态溶解度时，则出现金属化合物。此外，还可以形成由固溶体和金属化合物组成的机械混合物。

下面分述铁碳合金在固态下出现的几种基本组织。

● 铁素体

铁素体是碳溶解在a－Fe中的间隙固溶体，常用符号F表示。它仍保持的体心立方晶格，其溶碳能力很小，常温下仅能溶解为0.0008％的碳，在727℃时最大的溶碳能力为0.02％。

由于铁素体含碳量很低，其性能与纯铁相似，塑性、韧性很好，伸长率δ＝45％～50％。强度、硬度较低，σb≈250MPa，而HBS＝80。

● 奥氏体

奥氏体是碳溶解在γ－Fe中的间隙固溶体，常用符号A表示。它仍保持γ－Fe的面心立方晶格。其溶碳能力较大，在727℃时溶碳为ωc＝0.77％,1148℃时可溶碳2.11％。奥氏体是在大于727℃高温下才能稳定存在的组织。奥氏体塑性好，是绝大多数钢种在高温下进行压力加工时所要求的组织。奥氏体是没有磁性的。

● 渗碳体

渗碳体是铁与碳形成的金属化合物，其化学式为Fe3C。渗碳体的含碳量为ωc＝6.69％，熔点为1227℃。其晶格为复杂的正交晶格，硬度很高HBW＝800，塑性、韧性几乎为零，脆性很大。

在铁碳合金中有不同形态的渗碳体，其数量、形态与分布对铁碳合金的性能有直接影响。

● 珠光体

珠光体是奥氏体发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体。其形态为铁素体薄层和渗碳体薄层交替重叠的层状复相物，也称片装珠光体。用符号P表示，含碳量为ωc＝0.77％。其力学性能介于铁素体与渗碳体之间，决定于珠光体片层间距，即一层铁素体与一层渗碳体厚度和的平均值。

● 莱氏体

莱氏体是液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体，其含碳量为ωc＝4.3％。当温度高于727℃时，莱氏体由奥氏体和渗碳体组成，用符号Ld表示。在低于727℃时，莱氏体是由珠光体和渗碳体组成，用符号Ld’表示，称为变态莱氏体。因莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体，所以硬度高，塑性很差。