① 碳元素對鋼材的性能有哪些影響
碳是決定鋼的力學性能的最主要因素,隨含碳量的增加,硬度增大,塑性、韌版性下降。當含碳權量<0.77%時,隨含碳量的增加,強度增加,而當含碳量>1.0%以後,強度反而下降。
碳素鋼按其含碳量的不同,可分為三種種類,分別是:低碳鋼——含碳量wc≤0.25%、中碳鋼——含碳量wc0.25%~0.60%、高碳鋼——含碳量wc>0.60%。
鋼的製取都是一項高成本低效率的工作。如今,鋼以其低廉的價格、可靠的性能成為世界上使用最多的材料之一,是建築業、製造業和人們日常生活中不可或缺的成分。可以說鋼是現代社會的物質基礎。
(1)合金類碳成份低了有什麼影響擴展閱讀:
為了改善鋼的性能,在冶煉碳素鋼的基礎上,加入一些合金元素而煉成的鋼,如鉻鋼、錳鋼、鉻錳鋼、鉻鎳鋼等。按其合金元素的總含量,可分為:
1、低合金鋼--合金元素的總含量≤5%。
2、中合金鋼--合金元素的總含量5%~10%。
3、高合金鋼--合金元素的總含量>10%。
根據添加元素的不同,並採取適當的加工工藝,可獲得高強度、高韌性、耐磨、耐腐蝕、耐低溫、耐高溫、無磁性等特殊性能。
② 碳含量的高低對焊接性能有什麼影響
含碳量會影響焊接性,含碳量越高焊接性越差,越容易出現裂紋。
碳對焊接來說是一種有害元素。
③ 碳含量的高低對鋼的強度,塑性有什麼影響
碳(C):鋼中含碳抄量增加,屈服點和抗拉強度升高,但塑性和沖擊性降低,當含碳量
超過0.23%時,鋼的焊接性能變壞,因此用於焊接的低合金結構鋼,含碳量一般不超過0.20%。
碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力,在露天料場的高碳鋼就易銹蝕;此外,碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。
④ 含碳量對合金的組織和性能有什麼影響
鋼中含碳量增加,屈服點和抗拉強度升高,但塑性和沖擊性降低,當碳含量超過0.23%時,鋼的焊接性能變壞,因此用於焊接的低合金結構鋼,含碳量一般不超過0.20%。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力,在露天料場的高碳鋼就易銹蝕;此外,碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。
⑤ 碳含量對金屬材料微觀組織和機械性能有哪些影響
碳含量對金屬材料微觀組織的影響見下圖:
其中:
HBW代表硬度,可見,隨著含碳量增加,硬度是一直增加的。含碳量越高則硬度越高。
Rm代表強度,可見,隨著含碳量增加,強度是增加的,在大約0.9%處達到最大值,然後隨著含碳量的增加,強度則下降。
Z、A代表塑性,可見,隨著含碳量增加,塑性是一直下降的。含碳量越高則塑性越低。
KU2代表韌性,可見,隨著含碳量增加,韌性是一直下降的。含碳量越高則韌性越低。
⑥ 硬質合金中得碳含量對其顯微組織有哪些影響
介紹一下硬質合金的主要成分有哪些?起什麼作用?
硬質合金作為一種工具材料,硬質合金對世界經濟的發展起著重要的推動作用。然而,很多人都知道硬質合金具有高硬度和高的抗彎強度,但是真正了解硬質合金的卻不多,要了解硬質合金必須從硬質合金的成分開始,那麼硬質合金的主要成分有哪些?下面由三鑫硬質合金小編來分享。
硬質合金的主要成分是一種由難熔金屬化合物和粘結金屬所構成的組合材料。硬質合金中的的難熔金屬化合物通常指的是WC(碳化鎢)、TiC(碳化鈦)、Ta(Nb)C(碳化但)、VC(碳酸亞乙烯酯)等,粘結金屬通常指Co(鈷)、Ni(鈮)、Fe(鐵)等,它們在硬質合金中各自起著十分重要的作用。
碳化鎢(WC)
從網路詞條對於碳化鎢(WC)的解釋是這樣的--碳化鎢是一種由鎢和碳組成的化合物,化學式為WC,英文為Tungsten Carbide,也常被簡稱為Carbide。為黑色六方晶體,有金屬光澤,硬度與金剛石相近,為電、熱的良好導體。碳化鎢不溶於水、鹽酸和硫酸,易溶於硝酸-氫氟酸的混合酸中。純的碳化鎢易碎,若摻入少量鈦、鈷等金屬,就能減少脆性。用作鋼材切割工具的碳化鎢,常加入碳化鈦、碳化鉭或它們的混合物,以提高抗爆能力。碳化鎢的化學性質穩定,WC(碳化鎢)合金具有很好的韌性和耐磨性,但在切削鋼材時,易產生刀瘤和月牙窪磨損。同時在高溫下,合金硬度和強度急劇下降。所以,這類鎢鈷合金最適宜使用在有色金屬和低塑性鑄鐵的加工,而不宜用於鋼的切削加工。
硬質合金始於WC(碳化鎢)- Co(鈷)硬質合金,它是成分最簡單,使用范圍最廣泛的一種合金。
鈷(Co)
從網路詞條對於鈷(Co)的解釋是這樣的—化學元素符號Co,銀白色鐵磁性金屬,表面拋光後有淡藍光澤,在周期表中位於第4周期、第Ⅷ族,原子序數27,原子量58.9332,密排六方晶體,常見化合價為+2、+3。 鈷是具有光澤的鋼灰色金屬,比較硬而脆,有鐵磁性,加熱到1150℃時磁性消失。鈷的化合價為+2價和+3價。在常溫下不和水作用,在潮濕的空氣中也很穩定。在空氣中加熱至300℃以上時氧化生成Co0,在白熱時燃燒成Co3O4。氫還原法製成的細金屬鈷粉在空氣中能自燃生成氧化鈷。金屬鈷主要用於製取鈷合金。
鈷基合金是鈷和鉻、鎢、鐵、鎳組中的一種或幾種製成的合金的總稱。含有一定量鈷的刀具鋼可以顯著地提高鋼的耐磨性和切削性能。含鈷50%以上的司太立特硬質合金即使加熱到1000℃也不會失去其原有的硬度,如今這種硬質合金已成為含金切削工具和鋁間用的最重要材料。在這種材料中,鈷將合金組成中其它金屬碳化物晶粒結合在一起,使合金具更高的韌性,並減少對沖擊的敏感性能,這種合金熔焊在零件表面,可使零件的壽命提高3~7倍。鈷基合金的耐熱性是因為形成了難熔的碳化物,這些碳化物不易轉為固體溶體,擴散活動性小,在溫度在1038℃以上時,鈷基合金的優越性就顯示無遺。這對於製造 高效率的高溫發動機,鈷基合金就恰到好處。在航空渦輪機的結構材料使用含20%~27%鉻的鈷基合金,可以不要保護覆層就能使材料達高抗氧化性。
碳化鈦(TiC)
從網路詞條對於碳化鈦TiC的解釋是這樣的:TiC淺灰色,立方晶系,不溶於水,具有很高的化學穩定性,與鹽酸、硫酸幾乎不起化學反應,但能夠溶解於王水,硝酸,以及氫氟酸中,還溶於鹼性氧化物的溶液中。
相對分子質量:59.91
密度4.93g/cm3
熔點3160℃,沸點4820℃
可由骨炭與二氧化鈦在電爐中加熱製得。是硬質合金的重要成分。用作金屬陶瓷,具有高硬度、耐腐蝕、熱穩定性好的特點。還可用來製造切削工具。在煉鋼工業中用作脫氧劑。
碳化鈦是典型的過渡金屬碳化物。它的鍵型是由離子鍵、共價鍵和金屬鍵混合在同一晶體結構中,因此碳化鈦具有許多獨特的性能。晶體的結構決定了碳化鈦具有高硬度、高熔點、耐磨損以及導電性等基本特徵。碳化鈦陶瓷是鈦、鋯、鉻過渡金屬碳化物中發展最廣的材料。
為了解決鋼材加工時產生的刀瘤和月牙窪磨損,經研究就開發出了WC-TiC-Co硬質合金。TiC具有耐磨抗氧化和抗月牙窪磨損等特性,但是,TiC及其固溶體比WC脆得多,其合金韌性差。TiC含量超過18%,合金不僅脆,而且難以焊接。
Ta(Nb)C碳化但
從網路詞條對於碳化鎢的解釋是這樣的:分子式:TaC;沸點:5500℃。
性質:分子量:192.956。淺棕色金屬狀立方結晶粉末,屬氯化鈉型立方晶系。不溶於水,難溶於無機酸,能溶於氫氟酸和硝酸的混合酸中並可分解。抗氧化能力強,易被焦硫酸鉀熔融並分解。導電性大,室溫時電阻為30Ω,顯示超導性質。
用途:用於粉末冶金、切削工具、精細陶瓷、化學氣相沉積、硬質耐磨合金刀具、工具、模具和耐磨耐蝕結構部件添加劑,提高合金的韌性。碳化鉭的燒結體顯示金黃色,可作手錶裝飾品。
目前也用碳化鉭做硬質合金燒結晶粒長大抑制劑用,對抑制晶粒長大有明顯效果,密度為14.3g/cm3。
為了獲得既能抗刀瘤和抗月牙窪磨損,同時又具有較好的耐磨性和韌性的合金,經研究就又出現WC-TaC-Co硬質合金。TaC使合金具有較好的耐磨性、韌性、抗月窪磨損(比TiC差)和耐高溫性能(改善高溫強度、高溫硬度和抗氧化性)。添加TaC有助於降低摩擦系數,從而降低刀具溫度。其合金能在高切削刃溫度下承受大的沖擊負荷。然而由於TaC極為昂貴,無法大量使用。常用於切除熱焊瘤。
為獲得兼備WC-TiC-Co和WC-TaC-Co兩類合金所具有的最佳性能的合金,研究產生了WC-TiC-TaC-Co硬質合金。它可以切削鋼,也可以切削加工鑄鐵和有色金屬,特別適用於加工高合金鋼、耐熱合金和合金鑄鐵。它一出現,就得到很快的發展,幾乎取代了WC-TiC-Co合金。影響其大勢發展的是塗層合金的出現。
塗層合金的基體採用具有高韌性的合金,其表面塗層TiC、Ti(CN)、TiN、AI2O3......,則具有很好的耐磨性和抗月牙窪磨損,因此,塗層合金既具有高韌性、高耐磨性又能抗月牙窪磨損,其壽命成十倍提高。TaC、NbC、VC、Cr3C2...等在合金中除做主體成分外,還常以添加物成分加入合金中,其主要作用是:降低合金性能對燒結溫度和時間的敏感性,或者說,使合金磁力(Hc)和硬度(HRA)合格的燒結溫度和時間的范圍增大,抑制燒結時碳化物晶粒長大;改變相組成,提高合金耐熱性,添加劑能使WC-Co合金二相區變寬,減小碳對合金性能影響的敏感性;提高合金月牙窪磨損,減少刀瘤,改善斷屑性能等。
VC
從網路詞條對於碳酸亞乙烯酯(VC)的解釋是這樣的: 碳酸亞乙烯酯,VC分子量:86.05;分子式:C3 H 2 O 3;;熔 點: 19 -22 ℃;沸 點: 165 ℃;硬度:HV2900。
VC在硬質合金中的應用:VC是一種難熔金屬化合物,在硬質合金的粉末冶金生產時適量添加可使材料的韌性提高。
VC加入鋰離子電解液中,可改善負極SEI膜的成膜特性,改善電池循環性能。
VVC的主要作用:VC在合金中除做主體成分外,還常以添加物成分加入合金中,其主要作用是:降低合金性能對燒結溫度和時間的敏感性,或者說,使合金磁力(Hc)和硬度(HRA)合格的燒結溫度和時間的范圍增大,抑制燒結時碳化物晶粒長大;改變相組成,提高合金耐熱性,添加劑能使WC-Co合金二相區變寬,減小碳對合金性能影響的敏感性;提高合金月牙窪磨損,減少刀瘤,改善斷屑性能等。
VC在合金中以添加劑物成分加入時,其添加的量的多少應因不同基體合金成分的不同而不同,由於VC的存在可導致合金粉末的壓縮性能下降,隨VC含量的增大,壓坯密度下降的幅度有下降的趨勢。
VC在硬質合金粉末中的存在能明顯地影響粉末的壓制過程,加入VC後會使密度降低,由於VC的密度(HV2900)比WC(hv2350)高,VC溶入WC後形成復式碳化物的硬度也比WC的高,加入VC後的密度下降現象說明:經長時間高能球磨後VC溶入WC的顆粒內或成極薄層均勻分布於WC顆粒周圍,使顆粒表面硬度升高,從而影響粉末壓縮性能下降。粉末壓縮性能的下降取決於VC的含量,當VC含量下降到一定范圍內變動時,壓坯密度的下降幅度非常接近,當VC含量增大到一定量時,在高壓制壓力區,壓坯密度的下降幅度更大一些,壓坯密度這種隨VC含量的增大呈二階段式的、出現平台下降現象可能與VC含量少,尚未形成連續的VC薄層時的下降幅度不同於形成薄層後的下降幅度有關。
VC在合金中的另一種作用是以抑制劑的形式出現,抑制劑能有效地阻止WC晶粒在燒結過程中的長大。在粉末冶金中眾多的抑制劑(Cr3C2、NbC、TaC)中以VC的抑制效果最好。
TiN對粘結金屬的濕潤性差,所得合金孔隙度高,抗彎強度低。但具有抗熱震、抗熱疲勞和極好的抗月牙窪磨損等性能。
以WC-TiC-TiN取代WC-TiC-TaC製成的合金按其抗彎強度和抗氧化性可與含TaC合金相匹敵。
在TiC基合金中加入TiN使其強度得到明顯提高。
自1923年硬質合金的發明始起致其近代工具材料的應用及發展使人類改造自然的效率成倍,發社會生產發展作出了卓絕的貢獻。短短幾十年的硬質合金發展,其觸角已經伸到世界經濟的各個領域,已成為現代社會和新技術領域不可缺少的工具材料。
硬質合金成分演變和發展歷程
WC碳化鎢基燒結硬質合金成分發展演變歷程
無WC碳化鎢基燒結硬質合金成分發展演變歷程
年份
成分
年份
成分
1923~1925
WC-Co
1923~1931
TiC-Mo2C-Ni,Cr,Mo
1929~1931
WC-TiC-Co
1930~1931
TaC-Ni
1930~1931
WC-TaC(VC,NbC)-Co
1931
TiC-TaC-Co
1932
WC-TiC-TaC(NbC)-Co
1931
TiC-Cr,Mo,W,Ni,Co
1938
WC-Cr3C2-Co
1938
TiC-VC-Ni,Fe
1956
WC-TiC-Ta(Nb)C- Cr3C2-Co
1944
TiC-NbC-Ni,Co-Cr
1959
WC-TiC-HfC-Co
1949
TiC-TiB2,
1968~1969
WC-TiC-Ta(Nb)C-- HfC-Co
1950
TiC(Mo2C,,TaC)-Ni,Co-Cr
1968~1969
WC-TiC-Ta(Nb)C-- HfC-Co
1950
TiC-TiB2
1965~1978
TiC,TiN,Ti(CN),HfC,AI3O2塗層
1957~1970
TiC-Mo2C混合物-Ni,Mo
1967~1970
亞微細WC-Co
1968~1970
(Ti-Mo)C固溶體-Ni,Mo,Cr
1974~1977
多晶金剛石塗層覆層的WC基合金
1969~1970
TiC-TiN-Ni
1973~1978
復碳化物,碳氮化物-氮化物以及碳化物-碳氮化物-氮化物-氧化物復合塗層
1968
TiC-AI3O2
1976~1979
添加Ru復雜硬質合金
1972~1975
TiC-TaN-Ni
⑦ 含碳量的高低對鐵碳合金組織和性能有什麼影響
鐵碳合金,碳的含量越大,合金越硬,韌性越差。反之,含碳量越低,硬度越小,韌性越好。所以鋼筋要控制合適的含碳量。
⑧ 初中化學:含碳量的多少對鐵碳合金有什麼影響
一般有這兩個方面:
1.影響合金的延展性和硬度:含碳量越高合金就越脆,硬度大,但受力易折斷。舉例:生鐵和鋼,鋼是含碳量很少的合金,鋼富有彈性,可塑性好。而生鐵就很硬。不易彎折,就算彎折後也不易回復原來的形狀。鐵匠打鐵打出的火花就是生鐵中的碳燃燒所致。
2影響合金的耐腐蝕性:合金中的碳的含量越高,其中的碳和金屬就越容易構成原電池,加快了金屬的電化學腐蝕。所以鋼不易生銹是因為它的含碳量少的緣故。(初中僅做了解)
相信樓主您應該對鋼和鐵有所了解吧。希望這些對您有所幫助,若有錯誤及不得當之處還敬請您諒解,訂正,在此先向您表示感謝!
⑨ 含碳量的多少對鋼的性能有什麼影響
碳是決定鋼的力學性能的最主要因素,隨含碳量的增加,硬度增大,塑性、韌性下降。當含碳量<0.77%時,隨含碳量的增加,強度增加,而當含碳量>1.0%以後,強度反而下降。
碳素鋼按其含碳量的不同,可分為三種種類,分別是:低碳鋼——含碳量wc≤0.25% 、中碳鋼——含碳量wc0.25%~0.60% 、高碳鋼——含碳量wc>0.60%。
鋼的製取都是一項高成本低效率的工作。如今,鋼以其低廉的價格、可靠的性能成為世界上使用最多的材料之一,是建築業、製造業和人們日常生活中不可或缺的成分。可以說鋼是現代社會的物質基礎。
(9)合金類碳成份低了有什麼影響擴展閱讀:
不同含碳量鋼材的性能:
1、碳鋼:碳鋼的含碳量(wc)小於2%,碳鋼除含碳外一般還含有少量的硅、錳、硫、磷。按用途可以把碳鋼分為碳素結構鋼、碳素工具鋼和易切削結構鋼三類。碳素結構鋼又可分為建築結構鋼和機器製造結構鋼兩種。一般碳鋼中含碳量越高則硬度越高,強度也越高,但塑性降低。
2、碳素結構鋼:這類鋼主要保證力學性能,故其牌號體現其力學性能,用Q+數字表示,其中「Q」為屈服點「屈」字的漢語拼音字首,數字表示屈服點數值,例如Q275表示屈服點為275MPa。
若牌號後面標注字母A、B、C、D,則表示鋼材質量等級不同,含S、P的量依次降低,鋼材質量依次提高。若在牌號後面標注字母「F」則為沸騰鋼,標注「b」為半鎮靜鋼,不標注「F」或「b」者為鎮靜鋼。例如Q235-A·F表示屈服點為235MPa的A級沸騰鋼,Q235-c表示屈服點為235MPa的c級鎮靜鋼。
碳素結構鋼一般情況下都不經熱處理,而在供應狀態下直接使用。通常Q195、Q215、Q235鋼碳的質量分數低,焊接性能好,塑性、韌性好,有一定強度,常軋製成薄板、鋼筋、焊接鋼管等,用於橋梁、建築等結構和製造普通鉚釘、螺釘、螺母等零件。
Q255和Q275鋼碳的質量分數稍高,強度較高,塑性、韌性較好,可進行焊接,通常軋製成型鋼、條鋼和鋼板作結構件以及製造簡單機械的連桿、齒輪、聯軸節、銷等零件。
⑩ 合金鋼中碳含量的高低對金屬硬度有什麼具體的影響,具體對應關系是怎麼樣的!~
相同狀態下鋼的含碳量與硬度成正比這是肯定的,,但是的淬火工藝是根據鋼的種類制定的所以說不同含碳量的鋼在淬火後硬度沒有可比性,如果在相同淬火工藝(溫度,介質等)下那肯定是含碳量高的硬度高,但是在不同的淬火工藝下45MN能淬火到50HRC,而65MN如果在淬火溫度不夠的情況下就可能只有45HRC。所以不客氣點說你問的這個問題沒有什麼實際意義。
只能說是原本同樣成分、組織狀態的鋼在相同的淬火工藝下,增加其含碳量,它淬火後硬度會相應增加。
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淬火:過冷奧氏體產生馬氏體等。。
回火:回火索氏體。
你還是最好自己系統的看下書吧,學東西沒有捷徑,不要希望看了一兩篇文章就懂了,最好是自己系統看書《金屬學與熱處理》。