合金钢中常见碳化物类型有哪些

⑴ 金属元素在钢中形成的碳化物可分为哪些

合金渗碳体
特殊碳化

金属元素在猛腔判钢中形圆顷成的碳枝改化物可分为 合金渗碳体 和 特殊碳化两类。

⑵ 什么是合金钢 合金钢的分类

钢里除铁、碳外，加入其他的元素，就叫合金钢。 是在普通碳素钢基础上添加适量合金元素而形成的金属，下面我们就来详细的了解一下。

什么是合金钢

按照国际标准，把钢区分为非合金钢和合金钢两大类，非合金钢是通常叫做碳素钢的一大钢类，钢中除了铁和碳以外，还含有炉料带入的少量合金元素Mn、Si、Al，杂质元素P、S及气体N、H、O等。合金钢则是为了获得某种物理、化学或力学特性而有意添加了一定量的合金元素Cr、Ni、Mo、V等，并对杂质和有害元素加以控制的另一类钢。

普通的碳素钢中的主要成分为碳元素与铁元素，而合金钢就是指在普通钢之中加入了其他的合金元素的钢材。通过加入一种或多种的合金元素(如铜、镍、铬等等)，钢材的某些性能能够得到大大的改善，以适应不同行业发展的需求。按照加入的合金元素的含量，可以将合金钢分为低合金钢、中合金钢与高合金钢这三种。

合金钢分为低合金钢、中合金钢和高合金钢，顾名思义，以含有合金元素的总量来加以区分，一般而言总量低于3％称为低合金钢，5％～10％为中合金钢，大于10％为高合金钢。按照GB/T 13304—91规定，对于非合金钢及低合金钢、合金钢中合金元素的含量应当在一定的界限值之内。

合金钢的分类

合金钢根据各种元素在钢中形成碳化物的倾向，可分为三类：

①强碳化物形成元素，如钒、钛、铌、锆等。

这类元素只要有足够的碳，在适当的条件下，就形成各自的碳化物;仅在缺碳或高温的条件下，才以原子状态进入固溶体中。

②碳化物形成元素，如锰、铬、钨、钼等。这类元素一部分以原子状态进入固溶体中，另一部分形成置换式合金渗碳体，如(Fe，Mn)3C、(Fe，Cr)3C等，如果含唯枣量超过一定限度(除锰以外)，又将形成各自的碳化物，如(Fe，Cr)7C3、(Fe，W)6C等。

③ 不形成碳化物元素，如矽、铝、铜、镍、钴等。这类元素一般以原子状态存在于奥氏体、铁素体等固溶体中。合金元素中一些比较活泼的元素，如铝、锰、矽、钛、锆等，极易和钢中的氧和氮化合，形成稳定的氧化物和氮化物，一般以夹杂物的形态存在于钢中。锰、锆等元素也和硫形成硫化物夹杂。钢中含有足够数量的镍、钛、铝、钼等元素时能形成不同类型的金属间化合物。有的合金元素如铜、铅等，如果含量超过它在钢中的溶衫改解度，则以较纯的金属相存在。

⑶ 铁碳合金的碳钢分类

碳素钢有各种分类方法﹐如按化学成分(即以含碳量)可分为低碳钢﹑中碳钢和高碳钢。按钢的品质可分为普通碳素钢和优质碳素钢。按用途则又可分为碳素结构钢﹑碳素工具钢。此外﹐还可以按冶炼方法和所保证的性能要求等来进行分类。
普通碳素结构钢又称普通碳素钢﹐对含碳量﹑性能范围以及磷﹑硫和其它残余元素含量的限制较宽。在中国和某些国家根据交货的保证条件又分为三类﹕甲类钢(A类钢)是保证力学性能的钢。乙类钢(B类钢)是保证化学成分的钢。特类钢(C类钢)是既保证力学性能又保证化学成分的钢﹐常用于制造较重要的结构件。中国目前生产和使用最多的是含碳量在0.20%左右的A3钢(甲类3号钢)﹐主要用于工程结构。
有的碳素结构钢还添加微量的铝或铌(或其它碳化物形成元素)形成氮化物或碳化物微粒﹐以限制晶粒长大﹐使钢强化﹐节约钢材。在中国和某些国家﹐为适应专业用钢的特殊要求﹐对普通碳素结构钢的化学成分和性能进行调整﹐从而发展了一系列普通碳素结构钢的专业用钢(如桥梁﹑建筑﹑钢筋﹑压力容器用钢等)。 1）小于0.25%C为低碳钢﹐其中尤以含碳低于0.10%的08F﹐08Al等﹐由于具有很好的深冲性和焊接性而被广泛地用作深冲件如汽车﹑制罐……等﹐20G则是制造普通锅炉的主要材料﹐此外﹐低碳钢也广泛地作为渗碳钢﹐用于机械制造业﹐
2） 0.25～0.60%C为中碳钢﹐多在调质状态下使用﹐制作机械制造工业的零件。
3） 大于0.6%C为高碳钢﹐多用于制造弹簧﹑齿轮﹑轧辊等﹐根据含锰量的不同﹐又可分为普通含锰量(0.25～0.8%)和较高含锰量(0.7～1.0%和0.9～1.2%)两钢组。锰能改善钢的淬透性﹐强化铁素体﹐提高钢的屈服强度﹑抗拉强度和耐磨性。通常在含锰高的钢的牌号后附加标记“Mn”﹐如15Mn﹑20Mn以区别于正常含锰量的碳素钢。
碳素工具钢含碳量在0.65～1.35%之间﹐经热处理后可得到高硬度和高耐磨性﹐主要用于制造各种工具﹑刃具﹑模具和量具(见工具钢)。 根据碳在铸铁中存在的形式不同铸铁可分为：白口铸铁（绝大部分碳以渗碳体形式存在于铸铁中）、灰口铸铁（绝大部分碳以片状石墨形式存在）、可锻铸铁（由白口铸铁经石墨化退火制成，其中碳以团絮状石墨形式存在）和球墨铸铁（在浇注前经球化处理，碳以球状或团状石墨存在。

⑷ 什么是合金钢合金元素类别有哪些

随着科技的不断进步，生活中各种各样的材料也在不断地被改进、改良，以适应现代社会越来越高的需求。而合金钢就是其中一种典型的材料，它的出现弥补了碳钢的诸多缺陷。那么什么是合金钢，它又是怎么发展起来的，又有什么合金种类呢?

基础简介

普通的碳素钢中的主要成分为碳元素与铁元素，而合金钢就是指在普通钢之中加入了其他的合金元素的钢材。通过加入一种或多种的合金元素(如铜、镍、铬等等)，钢材的某些性能能够得到大大的改善，以适应不同行业发展的需求。按照加入的合金元素的含量，可以将合金钢分为低合金钢、中合金钢与高合金钢这三种。

发展历程

合金钢的发展起源于十九世纪的后半期，当时对钢材的需求量不断扩大，而生产力却不足以解决钢的加工问题。针对这一问题，英国的Mushet制造出了新型钢材。在二十世纪的二十年代之后，电弧炉炼钢技术的出现，又为合金钢的大量生产提供了有利的条件。六十年代以后，由于各种精炼技术已经普及，钢材的生产量逐步扩大，开始向高纯度与超低碳的方向发展。通过合金钢的发展历程，我们不难看出，合金钢的发展正符合了社会的需，尤其是在制造工业的行业中。

合金元素类别

1.铬(Cr)：铬元素能够大大提高钢的强度与硬度，使材料更耐磨、耐腐蚀。

2.镍(Ni)：镍元素在提升钢的强度的同时，能保持它的韧性，还能使其耐腐蚀、耐热。

3.钛(Ti)：钛元素能够使钢晶粒的结构更细密，改良其焊接性能。

4.钒(V)：钒元素能与碳元素结合生成一种碳化物，能改善其耐腐蚀的性能。

5.钨(W)：钨元素能使钢的硬度大大提高，变得更加耐磨耐用。

6.铜(Cu)：铜元素能提高钢的强度，改善其耐腐蚀的性能。

7.磷(P)：磷元素在一般情况下属于钢材中的有害元素，会降低钢的塑性与焊接性能。

看完了以上的介绍，大家对合金钢这种材料是不是有了更深的了解呢?现在，合金钢被广泛的用于机械制造、军事工业等等，在我们的生活中发挥着至关重要的作用，为我们做出了巨大的贡献。

⑸ 钢中常见的碳化物有哪几种

钢中常见的碳化物有4类
渗碳体：Fe3C
合金渗碳体：(Fe，Mn)3C、(Fe，Cr)3C等
合金碳化物：Cr7C3、Fe3W3C等
特殊碳化物：WC、MoC、VC、TiC等

从渗碳体到特殊碳化物，稳定性及硬度依次升高。碳化物的稳定性越高，就越难溶于奥氏体，也越不易聚集长大。
奥氏体钢中的奥氏体、铁素体钢中的铁素体，加热时不会发生相变。

⑹ 根据合金元素在钢中形成碳化物的倾向的不同,可以分为几类

在钢中除含铁、碳和少量不可避免的硅、锰、磷、硫元素以外，喊卜丛还含有一定量的合金元素，钢中的合金元素有硅、锰、钼、镍、硌、矾、钛、铌、硼、铅、稀土等其中的一种或几种，这种钢叫合金钢。各国的合金钢系统，随各自的资源情况、生产和使用条件不同而不同，国外以往曾发展镍、硌钢系统，我国则发现以硅、锰、钒、钛、铌、硼、铅、稀土为主的合金钢系统
合金钢在钢的总产量中约占百分之十几，一般是弊弊在电炉中冶炼的按用途可以把合金钢分为8大类，它们是：合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、合金工具郑樱钢、高速工具钢、不锈钢、耐热不起皮钢，电工用硅钢。
调质钢
1．中碳型合金钢，合金元素含量较低；2．强度较高；3．用于高温螺栓、螺母材料等。
弹簧钢
1、含碳量比调质钢高；2经调质处理，强度较高
抗疲劳强度较高；3用于弹簧材料。
滚动轴承钢
1高碳型合金钢，合金含量较高；2具有高而均匀的硬度和耐磨性；3用于滚动轴承。
合金工具钢
量具钢
1高碳型合金钢，合金元素含量较低；2具有高的硬度和耐磨性，机加工性能好，稳定性好；3用于量具材料。
特殊性能钢
不锈钢1低碳高合金钢；2抗腐蚀性好；3用于抗腐蚀、部分可做耐热材料。
耐热钢
1低碳高合金钢；2耐热性能好；3用于耐热材料、部分可做抗腐蚀材料。
低温钢1低碳合金钢，根据耐低温程度合金元素有高有低；2抗低温性好；3用于低温材料（专用钢为镍钢）。

⑺ 合金钢都有哪些分类类型

1、按合金元素的含量分
1）低合金钢合金元素总含量小于等于5%；
2）中合金钢合金元素总含量在5%~10%之间；
3）高合金钢合金元素总含量大于等于10%；
2、按合金元素的种类分
有铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢、铬镍钼钢、硅锰钼钒钢等。
3、按主要用途分
（1）结构钢
1）建筑及工程用结构钢
2）机械制造用结构钢
（2）工具钢
（3）特殊性能钢
合金钢种类很多，通常按合金元素含量多少分为低合金钢（含量<5%），中合金钢（含量5%～10%），高合金钢（含量>10%）；按质量分为优质合金钢、特质合金钢；按特性和用途又分为合金结构钢、不锈钢、耐酸钢、耐磨钢、耐热钢、合金工具钢、滚动轴承钢、合金弹簧钢和特殊性能钢（如软磁钢、永磁钢、无磁钢）等。
各国的合金钢系统，随各自的资源情况、生产和使用条件不同而不同，国外以往曾发展镍、硌钢系统，我国则发现以硅、锰、钒、钛、铌、硼、铅、稀土为主的合金钢系统合金钢在钢的总产量中约占百分之十几，一般是在电炉中冶炼的按用途可以把合金钢分为8大类，它们是：合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热不起皮钢，电工用硅钢。
调质钢
1．中碳型合金钢，合金元素含量较低；2．强度较高；3．用于高温螺栓、螺母材料等。
弹簧钢
1、含碳量比调质钢高；2、经调质处理，强度较高抗疲劳强度较高；3、用于弹簧材料。
滚动轴承钢
1、高碳型合金钢，合金含量较高；2、具有高而均匀的硬度和耐磨性；3、用于滚动轴承。
合金工具钢又名量具钢
1、高碳型合金钢，合金元素含量较低；2、具有高的硬度和耐磨性，机加工性能好，稳定性好；3、用于量具材料。
特殊性能钢
1、低碳高合金钢；2、抗腐蚀性好；3、用于抗腐蚀、部分可做耐热材料。
耐热钢
1、低碳高合金钢；2、耐热性能好；3、用于耐热材料、部分可做抗腐蚀材料。
低温钢
1、低碳合金钢，根据耐低温程度合金元素有高有低；2、抗低温性好；3、用于低温材料（专用钢为镍钢）。
根据碳化物的倾向分类
合金钢根据各种元素在钢中形成碳化物的倾向，可分为三类：
①强碳化物形成元素，如钒、钛、铌、锆等。
这类元素只要有足够的碳，在适当的条件下，就形成各自的碳化物;仅在缺碳或高温的条件下,才以原子状态进入固溶体中。
②碳化物形成元素，如锰、铬、钨、钼等。这类元素一部分以原子状态进入固溶体中，另一部分形成置换式合金渗碳体,如(Fe，Mn)3C、(Fe，Cr)3C等,如果含量超过一定限度（除锰以外），又将形成各自的碳化物,如(Fe，Cr)7C3、(Fe，W)6C等。
③不形成碳化物元素，如硅、铝、铜、镍、钴等。这类元素一般以原子状态存在于奥氏体、铁素体等固溶体中。合金元素中一些比较活泼的元素，如铝、锰、硅、钛、锆等，极易和钢中的氧和氮化合，形成稳定的氧化物和氮化物，一般以夹杂物的形态存在于钢中。锰、锆等元素也和硫形成硫化物夹杂。钢中含有足够数量的镍、钛、铝、钼等元素时能形成不同类型的金属间化合物。有的合金元素如铜、铅等，如果含量超过它在钢中的溶解度，则以较纯的金属相存在。
根据相变点分类
钢的性能取决于钢的相组成，相的成分和结构，各种相在钢中所占的体积组分和彼此相对的分布状态。合金元素是通过影响上述因素而起作用的。对钢的相变点的影响主要是改变钢中相变点的位置，大致可以归纳为以下三个方面：
①改变相变点温度。一般来说，扩大γ相(奥氏体)区的元素，如锰、镍、碳、氮、铜、锌等,使A3点温度降低,A4点温度升高;相反,缩小γ相区的元素，如锆、硼、硅、磷、钛、钒、钼、钨、铌等,则使A3点温度升高，A4点温度降低。惟有钴使A3和A4点温度均升高。铬的作用比较特殊,含铬量小于7%时使A3点温度降低,大于7%时则使A3点温度提高。
②改变共析点S的位置。缩小γ相区的元素，均使共析点S温度升高；扩大γ相区的元素,则相反。此外几乎所有合金元素均降低共析点S的含碳量，使S点向左移。不过碳化物形成元素如钒、钛、铌等（也包括钨、钼），在含量高至一定限度以后,则使S点向右移。
③改变γ相区的形状、大小和位置。这种影响较为复杂，一般在合金元素含量较高时，能使之发生显著改变。例如镍或锰含量高时，可使γ相区扩展至室温以下，使钢成为单相的奥氏体组织；而硅或铬含量高时，则可使γ相区缩得很小甚至完全消失，使钢在任何温度下都是铁素体组织。

⑻ 合金钢中的合金元素主要是什么，如何分类，钢的影响有哪些

各种化学成分在钢里分别有什么用？1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。硅量增加，会降低钢的焊接性能。
3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。含锰11－14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。
4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。
5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。
6、铬（Cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。
7、镍(Ni)：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。
8、 钼(Mo)：钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力(长期在高温下受到应力，发生变形，称蠕变)。结构钢中加入钼，能提高机械性能。 还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在工具钢中可提高红性。
9、钛(Ti)：钛是钢中强脱氧剂。它能使钢的内部组织致密，细化晶粒力；降低时效敏感性和冷脆性。改善焊接性能。在铬18镍9奥氏体不锈钢中加入适当的钛，可避免晶间腐蚀。
10、钒(V)：钒是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5%的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。
11、钨(W)：钨熔点高，比重大，是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨，可显著提高红硬性和热强性，作切削工具及锻模具用。
12、铌(Nb)：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度，但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌，可防止晶间腐蚀现象。
13、钴(Co)：钴是稀有的贵重金属，多用于特殊钢和合金中，如热强钢和磁性材料。
14、铜(Cu)：武钢用大冶矿石所炼的钢，往往含有铜。铜能提高强度和韧性，特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆，铜含量超过0.5%塑性显著降低。当铜含量小于0.50%对焊接性无影响。
15、铝(Al)：铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性，如作深冲薄板的08Al钢。铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。
16、硼(B)：钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能，提高强度。
17、氮(N):氮能提高钢的强度，低温韧性和焊接性，增加时效敏感性。
18、稀土(Xt)：稀土元素是指元素周期表中原子序数为57-71的15个镧系元素。这些元素都是金属，但他们的氧化物很象“土”，所以习惯上称稀土。钢中加入稀土，可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质，从而改善了钢的各种性能，如韧性、焊接性，冷加工性能。在犁铧钢中加入稀土，可提高耐磨性。

⑼ 什么是合金元素按其与碳的作用如何分类

什么是合金元素?合金钢中经常加入的合金元素有哪些?按其与碳的作用如何分类?
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合金钢里经常加入的合金元素有 Mo、Si、Ni、Cr、Mn、W、V、Ti、Al 等,Cr、Mo、W、V 强化铁素体的作用小,形成碳化物倾向作用大；Si 强化铁素体的作用最大；Ni 强化铁素体作用中等；V、Al 细化晶粒作用大；Ti 细化晶粒的作用最大；Mo、W 细化晶粒作用中等；Mn可促进晶粒长大,形成碳化物倾向小；强化铁素体作用大.

⑽ 钢中常见的碳化物有哪几种

有碳、铁、锰，大多数合金珍素（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。
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、WC 2、当γC/γM >0.59, 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
三、碳化物的稳定性
钢中各种碳化物的相对稳定性，对于其形成和转变、溶解、析出和聚集、长大有着极大的影响。
碳化物在钢中的相对稳定性取决于合金元素与碳的亲和力的大小，即取决于合金元素d层电子数。
金属元素的d层电子数越少，它与碳的亲和力就越大，所析出的碳化物在钢中就越稳定。