㈠ 碳對鋼性能的主要影響是什麼
碳是決定鋼力學性能的最重要元素。隨著碳含量的增加,鋼的硬度提高,但塑性和韌性下降。碳含量在0.77%以下時,強度隨碳含量的增加而增強;而當碳含量超過1.0%時,強度反而降低。根據碳含量的不同,碳素鋼可以分為三類:低碳鋼(碳含量wc≤0.25%)、中碳鋼(碳含量wc在0.25%~0.60%之間)、和高碳鋼(碳含量wc>0.60%)。
鋼的生產成本高,效率低,但它以其經濟的價格和可靠的性能,成為全球最廣泛使用的材料之一,對建築業、製造業及日常生活至關重要,是現代社會的物質基礎。
不同碳含量的鋼材性能如下:
1. 碳鋼:碳鋼的碳含量小於2%,通常還含有少量的硅、錳、硫、磷。根據用途,碳鋼分為結構鋼、工具鋼和易切削結構鋼。結構鋼分為建築結構鋼和機器製造結構鋼。碳含量越高,碳鋼的硬度越高,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,其牌號體現力學性能,用Q+數字表示,例如Q275表示屈服點為275MPa。牌號後字母表示質量等級,含S、P量降低,質量提高。字母「F」表示沸騰鋼,「b」表示半鎮靜鋼,無標記為鎮靜鋼。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。碳素結構鋼通常不經熱處理,直接使用。
例如,Q195、Q215、Q235鋼碳含量低,焊接性能好,塑性、韌性好,有一定強度,常用於軋制薄板、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鋼碳含量稍高,強度較高,塑性、韌性較好,可焊接,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。
㈡ 紕沖厓緔犲歸挗鏉愭ц兘鐨勫獎鍝嶅備綍
銆愮瓟妗堛戱細紕沖厓緔犳槸鍐沖畾閽㈡潗鎬ц川鐨勪富瑕佸厓緔犮傞挗鏉愰殢鍚紕抽噺鐨勫炲姞錛屽己搴﹀拰紜搴︾浉搴旀彁楂橈紝鑰屽戞у拰闊фх浉搴旈檷浣庛傚綋鍚閲忚秴榪1%鏃訛紝閽㈡潗鐨勬瀬闄愬己搴﹀紑濮嬩笅闄嶃傛ゅ栵紝鍚紕抽噺榪囬珮榪樹細澧炲姞閽㈢殑鍐瘋剢鎬у拰鏃舵晥鏁忔劅鎬э紝闄嶄綆鎶楄厫鋩鎬у拰鍙鐒婃с
㈢ 含碳量的變化對鋼的性能有何影響
碳作為鋼鐵材料的重要成分,其含量對鋼材的性能有著顯著影響。在一定范圍內,隨著含碳量的增加,鋼的硬度和強度得到增強,但塑性和韌性則相應降低。這種影響主要源於碳對鋼組織結構的改變,特別是它擴大了Y相區,然而由於滲碳體的形成,碳在鋼中的固溶度並非無限。
在鋼中,碳不僅能與基體元素鐵結合形成碳化物,還能與多種合金元素如鈦、鈮、鋯、釩、鉬、鎢、鉻、錳等結合,形成各類碳化物,這些統稱為化合碳。此外,鐵碳固溶體中的碳、無定形碳、石墨碳以及退火後析出的碳統稱為游離碳。對於高碳鋼而言,經過退火處理後,部分游離碳會析出。
在鑄鐵中,碳的存在形式更為多樣。除了極少部分固溶於鐵素體外,大部分碳以游離(即石墨碳)形態存在,或與其它元素結合形成化合形態,有時兩者並存。這種復雜的存在形式使得鑄鐵具有獨特的物理和化學性質,廣泛應用於各種工業領域。