標籤: 暫無標籤

鐵碳合金,是以鐵和碳為組元的二元合金。鐵基材料中應用最多的一類——碳鋼和鑄鐵,就是一種工業鐵碳合金材料。鋼鐵材料適用範圍廣闊的原因,首先在於可用的成分跨度大,從近於無碳的工業純鐵到含碳4%左右的鑄鐵,在此範圍內合金的相結構和微觀組織都發生很大的變化;另外,還在於可採用各種熱加工工藝,尤其金屬熱處理技術,大幅度地改變某一成分合金的組織和性能。

1鐵碳合金的分子構成

鐵碳合金中合金相的形成,與純鐵的晶體結構及碳在合金中的存在形式有關。純鐵有三種同素異構狀態:912℃以下為體心立方晶體結構:稱α-Fe;912~1394℃為面心立方晶體結構,稱γ-Fe;1394~1538℃(熔點),又呈體心立方,稱δ-Fe。在液態,在低於7%碳範圍,碳和鐵可完全互溶;在固態,碳在鐵中的溶解是有限的,並且溶解度取決於鐵(溶劑)的晶體結構。與鐵的三種同素異構物相對應,碳在鐵中形成的固溶體有三種:α固溶體(鐵素體)、γ固溶體(奧氏體)和δ固溶體(8鐵素體)。這些固溶體中,鐵原子的空間分佈與α-Fe、γ-Fe和δ-Fe一致,碳原子的尺寸遠比鐵原子為小,在固溶體中它處於點陣的間隙位置,造成點陣畸變。碳在γ-Fe中的溶解度最大,但不超過2.11%;碳在α-Fe中的溶解度不超過0.0218%;而在δ6-Fe中不超過0.09%。當鐵碳合金的碳含量超過在鐵中的溶解度時,多餘的碳可以以鐵的碳化物形式或以單質狀態(石墨)存在於合金中,可形成一系列碳化物,其中Fe3C(滲碳體,6.69%C)是亞穩相,它是具有複雜結構的間隙化合物。石墨是鐵碳合金的穩定平衡相,具有簡單六方結構。Fe3C有可能分解成鐵和石墨穩定相,但該過程在室溫下是極其緩慢的。

2工業上的含碳比例

工業上獲得廣泛應用的碳鋼和鑄鐵就是鐵碳合金,含碳少於0.0218的合金稱為工業純鐵,含碳低於2.11%的鐵碳合金稱為鋼,含碳高於2.11%的合金稱為鑄鐵。在碳鋼和鑄鐵中除碳之外,還含有硅、錳、硫、磷、氮、氫、氧等一些雜質,這些雜質是在冶鍊過程中由生鐵、脫氧劑和燃料等帶入的。這些雜質對鋼鐵性能產生影響。

3碳鋼分類

按鑄鐵中存在形式分類
根據碳在鑄鐵中存在的形式不同鑄鐵可分為:白口鑄鐵(絕大部分碳以滲碳體形式存在於鑄鐵中)、灰口鑄鐵(絕大部分碳以片狀石墨形式存在)、可鍛鑄鐵(由白口鑄鐵經石墨化退火製成,其中碳以團絮狀石墨形式存在)和球墨鑄鐵(在澆注前經球化處理,碳以球狀或團狀石墨存在)。
上一篇[耐腐蝕性]    下一篇 [金銀合金]

相關評論

同義詞:暫無同義詞