鐵碳合金相圖和碳鋼第1頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)鐵碳合金的組元及基本相一、純鐵及其同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變(重結(jié)晶)純鐵的力學(xué)性能特點(diǎn)：強(qiáng)度、硬度低，塑性、韌性好，一般不用于結(jié)構(gòu)件。Fe是元素周期表中第26號(hào)元素，相對(duì)分子質(zhì)量56、熔點(diǎn)1538℃。磁性轉(zhuǎn)變：770°C以上無(wú)磁性770°C以下有磁性第2頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三觀察純鐵的冷卻曲線及晶體結(jié)構(gòu)變化：770無(wú)鐵磁性鐵磁性第3頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1394°C912°C

δ-Feγ-Feα-Fe所謂同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，是指金屬在結(jié)晶成固態(tài)之后繼續(xù)冷卻的過(guò)程中晶格類(lèi)型隨溫度下降而發(fā)生變化的現(xiàn)象，也稱同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，又稱重結(jié)晶。觀察純鐵的冷卻曲線及晶體結(jié)構(gòu)變化：第4頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三磁性轉(zhuǎn)變：770°C以上無(wú)磁性，770°C以下有磁性1538℃平臺(tái)是鐵的結(jié)晶溫度。結(jié)晶后是體心立方晶格Fe。1394℃平臺(tái)是Fe在固態(tài)下第一次同素異晶轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎降腇e。912℃平臺(tái)是Fe的第二次同素異晶轉(zhuǎn)變。變成體心立方的Fe

。770℃時(shí)出現(xiàn)第四個(gè)平臺(tái)。這個(gè)平臺(tái)對(duì)應(yīng)的溫度稱為居里點(diǎn)。它不是同素異晶轉(zhuǎn)變，因?yàn)闆](méi)有晶格類(lèi)型的變化。只是Fe原子的外層電子排列的變化引起Fe的磁性狀態(tài)的改變。使Fe由順磁性變成鐵磁性，使透磁率增加數(shù)萬(wàn)倍。晶格類(lèi)型雖然仍是體心立方，但是晶格常數(shù)減小了。由0.293nm變成0.233nm。這種具有鐵磁性的體心立方晶格的鐵稱為Fe。關(guān)于純鐵冷卻曲線的總結(jié)第5頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、鐵碳合金中的基本相Fe和CL相（液相）：液態(tài)下無(wú)限互溶、成分均勻固溶體相：C溶于Fe中形成F、A等金屬化合物相：Fe與C化合形成Fe3C鐵碳合金中的組元：Fe、C鐵與碳相互作用形成的主要組織有以下幾種：鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體、萊氏體第6頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1）鐵素體定義：碳溶于a-Fe中形成的間隙固溶體,以F或α表示；性能：鐵素體的塑性、韌性很好（δ=30～50%、aKU=160～200J／cm2），但強(qiáng)度、硬度較低(σb=180～280MPa、σs=100～170MPa、硬度為50～80HBS)。其力學(xué)性能幾乎與純鐵相同。結(jié)構(gòu)：體心立方結(jié)構(gòu)。成分：鐵素體的溶碳能力很低，室溫時(shí)溶解度Wc≤0.0008％≈0，最大溶解度在727℃，Wc≈0.0218％。組織：鐵素體的組織為多邊形晶粒。第7頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三結(jié)構(gòu)體心立方結(jié)構(gòu)鐵素體第8頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

2）奧氏體:定義：碳溶于

-Fe中的間隙固溶體；用A或表示。

結(jié)構(gòu)：面心立方晶格，成分：溶碳能力比鐵素體大，在727℃時(shí)，wc＝0.77％，最大溶解度在1148℃時(shí)，wc≈2.11％。性能：奧氏體常存在于727℃以上，是鐵碳合金中重要的高溫相，強(qiáng)度和硬度不高，但塑性和韌性很好(σb≈400MPa、δ≈40～50%、硬度為160～200HBS)，易鍛壓成形。鋼材熱加工都在區(qū)進(jìn)行。組織：為不規(guī)則多面體晶粒，晶界較直。第9頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三結(jié)構(gòu)面心立方結(jié)構(gòu)奧氏體第10頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3）滲碳體（Fe3C）定義：鐵與碳形成的金屬化合物，是鋼鐵中的強(qiáng)化相，高溫下可分解，F(xiàn)e3C→3Fe+C(石墨)

。成分與性能：滲碳體中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.69%，熔點(diǎn)為1227℃，硬度很高(800HBW)，塑性和韌性極低(δ≈0、aKU≈0)，脆性大。滲碳體是鋼中的主要強(qiáng)化相，其數(shù)量、形狀、大小及分布狀況對(duì)鋼的性能影響很大。由于碳在-Fe中的溶解度很小，因而常溫下碳在鐵碳合金中主要以Fe3C或石墨的形式存在。第11頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三結(jié)構(gòu)第12頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4)珠光體

(P)珠光體(pearlite)是由鐵素體和滲碳體組成的多相組織，用符號(hào)P表示。珠光體中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為0.77%，由于珠光體組織是由軟的鐵素體和硬的滲碳體組成，因此，它的性能介于鐵素體和滲碳體之間，即具有較高的強(qiáng)度(σb=770MPa)和塑性(δ=20～25%)，硬度適中（180HBS）。第13頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5)萊氏體碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.3%的液態(tài)鐵碳合金冷卻到1148℃時(shí)，同時(shí)結(jié)晶出奧氏體和滲碳體的多相組織稱為萊氏體(ledeburite)，用符號(hào)Ld表示。在727℃以下萊氏體由珠光體和滲碳體組成，稱為變態(tài)萊氏體，用符號(hào)Ld′表示。萊氏體的性能與滲碳體相似，硬度很高，塑性很差。第14頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)鐵碳合金相圖鐵和碳可形成一系列穩(wěn)定化合物：

Fe3C、

Fe2C、FeC，它們都可以作為純組元看待。含碳量大于Fe3C成分（6.69%）時(shí)，合金太脆，已無(wú)實(shí)用價(jià)值。實(shí)際所討論的鐵碳合金相圖是Fe-Fe3C相圖。第15頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三一、Fe-Fe3C相圖的建立1.配制不同成分的鐵碳合金，加熱后緩慢地冷卻，記錄數(shù)據(jù)，繪制它們的冷卻曲線（時(shí)間、溫度）；2.從冷卻曲線上找出臨界點(diǎn)，并畫(huà)到成分—溫度坐標(biāo)中；3.相同意義的點(diǎn)連接起來(lái)。第16頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第17頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三三種恒溫轉(zhuǎn)變第18頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第19頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第20頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三包晶轉(zhuǎn)變:成分為H點(diǎn)的δ固相，與它周?chē)煞譃锽點(diǎn)的液相L，在一定的溫度時(shí)，δ固相與L液相相互作用轉(zhuǎn)變成成分是J點(diǎn)的另一新相γ固溶體，這一轉(zhuǎn)變叫包晶轉(zhuǎn)變或包晶反應(yīng)。即HJB---包晶轉(zhuǎn)變線.第21頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第22頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

簡(jiǎn)化Fe-Fe3C相圖ACDEFGSPQ1148℃727℃LAL+AL+Fe3CⅠ4.3%C2.11%C0.0218%C6.69%CFe

Fe3C

T°(A+Fe3C)LdLd+Fe3CⅠA+Ld+Fe3CⅡFA+FA+Fe3CⅡ(F+Fe3C)PP+F0.77%CP+Fe3CⅡLd’Ld’+Fe3CⅠP+Ld’+Fe3CⅡK共晶相圖共析相圖勻晶相圖(P+Fe3C)第23頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三Fe-Fe3C相圖的分析提綱五個(gè)重要的成份點(diǎn):P、S、E、C、F。四條重要的線:ECF、ES、GS、PSK。三個(gè)重要轉(zhuǎn)變:包晶轉(zhuǎn)變反應(yīng)式、共晶轉(zhuǎn)變反應(yīng)式、共析轉(zhuǎn)變反應(yīng)式。兩個(gè)重要溫度:1148℃、727℃。第24頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1.包晶轉(zhuǎn)變反應(yīng)式:LB

+H

AJ1495℃2.共晶轉(zhuǎn)變反應(yīng)式:LC

(

AE

+Fe3C)Le

1148℃3.共析轉(zhuǎn)變反應(yīng)式:AS

(

FP

+Fe3C)P

727℃第25頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、鐵碳合金狀態(tài)圖的分析1.特性點(diǎn)?????LJNG

+Fe3C

+Fe3CL+Fe3CL+

+

第26頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三(3)鋼、鐵分界點(diǎn)E（2.11%C）

(1)共晶點(diǎn)C

1148℃,4.3%C共晶成分反應(yīng)式：Lc→(AE+Fe3C)共晶體，即高溫萊氏體Ld;(2)共析點(diǎn)S

727℃0.77%C共析成分反應(yīng)式:As→(Fp+Fe3C共析)共析體，即珠光體;第27頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三⒉特征線⑴液相線—ABCD，固相線—AHJECFD⑵三條水平線：LJNG

+Fe3C

+Fe3CL+Fe3CL+

+

727℃第28頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三⑶其它相線GS,GP—

?

固溶體轉(zhuǎn)變線,GS又稱A3

線。HN,JN—δ?

固溶體轉(zhuǎn)變線，ES—碳在

-Fe中的固溶線。又稱Acm線。PQ—碳在-Fe中的固溶線。LJNG

+Fe3C

+Fe3CL+Fe3CL+

+

第29頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三⑶三個(gè)三相區(qū)：即HJB(L++)、ECF(L++Fe3C)、PSK(++Fe3C)三條水平線⒊相區(qū)⑴五個(gè)單相區(qū)：

L、、、、Fe3C

⑵七個(gè)兩相區(qū):L+、L+、L+Fe3C、+、+Fe3C、+

、+Fe3C第30頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第31頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

Fe-Fe3C相圖的總結(jié)㈠相圖中的主要點(diǎn)相圖中各個(gè)點(diǎn)的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、溫度值及各個(gè)點(diǎn)的含義，見(jiàn)表4.1。㈡相圖中的主要相變線ABCD線為液相線。溫度高于此線鐵碳合金均是液相。其中，AB線是L→δ開(kāi)始線，BC是L→A開(kāi)始線，CD是L→Fe3C開(kāi)始線。從液相直接結(jié)晶出來(lái)的Fe3C稱為一次滲碳體，標(biāo)記為Fe3CⅠ。AHJECD線為固相線。溫度降到次線之下鐵碳合金全部都結(jié)晶成固相。第32頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三HJB線為包晶線。當(dāng)溫度達(dá)到這條線（1495℃）時(shí)wc=0.09％～0.53％的鐵碳合金均有包晶轉(zhuǎn)變。即H成分的δ固溶體（δH）和B成分的液相（LB）在1495℃時(shí)共同結(jié)晶成J成分的奧氏體（AJ）。表達(dá)式為δH+LB→AJ。ECF線是共晶線。當(dāng)溫度達(dá)到這條線（1148℃）時(shí)，此線下2.11％＜wc＜6.69％的鐵碳合金均有共晶轉(zhuǎn)變發(fā)生。PSK線是共析線，代號(hào)為A1。當(dāng)溫度到達(dá)這條線（727℃）時(shí)此線下0.02％wc6.69％的鐵碳合金均會(huì)有共析轉(zhuǎn)變發(fā)生.ES線為固溶線,也稱溶解度線,代號(hào)為Acm.它是奧氏體中碳的溶解度隨溫度變化曲線.當(dāng)溫度降到此線,奧氏體中多余的碳以滲碳體的形式析出。從奧氏體中析出的滲碳體稱為二次滲碳體。記為Fe3CⅡ。Fe-Fe3C相圖的總結(jié)第33頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三PQ線也是固溶線。它是鐵素體中碳的溶解度隨溫度變化的曲線。當(dāng)溫度降到此線,鐵素體中多余的線也以滲碳體形式析出。從鐵素體中析出的滲碳體稱為三次滲碳體。記為Fe3CⅢ.GS線是奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變的開(kāi)始線，也是鐵素向奧氏體轉(zhuǎn)變的終了線。代號(hào)為A3。GP線是奧氏體向鐵素體轉(zhuǎn)變的終了線,也是鐵素向奧氏體轉(zhuǎn)變的開(kāi)始線。實(shí)際上相圖中的這些線都是各個(gè)化學(xué)成分的合金隨溫度變化發(fā)生各種相轉(zhuǎn)變的溫度點(diǎn)(相變點(diǎn))的分類(lèi)集合。Fe-Fe3C相圖的總結(jié)第34頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三共晶產(chǎn)物是與Fe3C的機(jī)械混合物，稱作萊氏體，用Le表示。為蜂窩狀，以Fe3C為基，性能硬而脆。共析轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物是

與Fe3C的機(jī)械混合物，稱作珠光體，用P表示。其組織特點(diǎn)是兩相呈片層相間分布，性能介于兩相之間。PSK線又稱A1`線。注意第35頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

還要指出的是：一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳以及珠光體和萊氏體中的滲碳體，它們本身并無(wú)本質(zhì)區(qū)別，都具有相同的化學(xué)成分、晶格結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。只是出處不同，并由此造成其形態(tài)、大小以及在合金中的分布等情況有所不同。因此，對(duì)合金的性能也有不同的影響。但是，滲碳體的形態(tài)、大小、分布不是一成不變的，可以通過(guò)有關(guān)的熱處理或鍛造等方法來(lái)改變。按需要來(lái)控制調(diào)整滲碳體對(duì)鐵碳合金性能的影響。Fe-Fe3C相圖的總結(jié)第36頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第37頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三鐵碳合金分類(lèi)

（1）

工業(yè)純鐵<0.0218%C

亞共析鋼<0.77%C

（2）碳鋼

共析鋼0.77%C

過(guò)共析鋼>0.77%C

亞共晶白口鑄鐵<4.3%C（3）白口鑄鐵

共晶白口鑄鐵4.3%C

過(guò)共晶白口鑄鐵>4.3%C

三、典型鐵碳合金的結(jié)晶過(guò)程

第38頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1．工業(yè)純鐵（C%≤0.0218%）相組成物：F+Fe3C

C%>0.0008%;FC%<0.0008%相相對(duì)量：F%=

FeC%=

組織組成物：F和Fe3CIIIL--->L+A--->A--->A+F--->F+Fe3CIII3第39頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三Fe3CⅢ以不連續(xù)網(wǎng)狀或片狀分布于晶界。隨溫度下降，F(xiàn)e3CⅢ量不斷增加，合金的室溫下組織為F+Fe3CⅢ。室溫下Fe3CⅢ的最大量為:第40頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2．共析鋼C%=0.77%

L--->L+A--->A--->A+P--->P相組成物：F和Fe3C

F%=Fe3C%=組織組成物：

P珠光體第41頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三11珠光體共析鋼的結(jié)晶過(guò)程室溫組織為：P（F+Fe3C）第42頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3．亞共析鋼

0.0218%<C%<0.77%L--->L+A--->A--->A+F--->A+P+F--->P+F相組成物：F，F(xiàn)e3C

45鋼金相F%=Fe3C%=第43頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三含0.45%C鋼的組織含0.20%C鋼的組織含0.60%C鋼的組織亞共析鋼室溫下的組織為F+P。在0.0218~0.77%C

范圍內(nèi)珠光體的量隨含碳量增加而增加。P%=F%=第44頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三11亞共析鋼的

結(jié)晶過(guò)程L→L+A→A→A+F先共析AS(0.77%C)→P室溫組織為：P+F

第45頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4．過(guò)共析鋼L--->L+A--->A--->A+Fe3CII--->A+P+Fe3CII--->P+Fe3CIIT12鋼金相第46頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三相組成物：F，F(xiàn)e3CF%=

Fe3C%=

組織組成物：P，F(xiàn)e3CII

組織相對(duì)量：Fe3CII%=

P%=

含1.4%C鋼的組織第47頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三11過(guò)共析鋼的結(jié)晶過(guò)程含1.4%C鋼的組織室溫組織：P+Fe3CⅡ第48頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5．共晶白口鐵（C%=4.3%）L--->L+Le--->Le(A+Fe3C共晶)--->Le(A+Fe3C共晶+Fe3CII)--->Le’(P+Fe3CII+Fe3C)第49頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三共晶白口鐵金相相組成物：F，F(xiàn)e3C

F%=

Fe3C%=組織組成物：Le'

第50頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三6．亞共晶白口鑄鐵2.11%<C%<4.3%

第51頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三亞共晶白口鐵金相

相組成物：F，F(xiàn)e3C相相對(duì)量：F%=

Fe3C%=

組織組成物：P，Le’，F(xiàn)e3CII第52頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三11亞共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程室溫組織為P+Fe3CⅡ+Le’。第53頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三7．過(guò)共晶白口鑄鐵

第54頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三過(guò)共晶白口鐵金相

相組成物：F，F(xiàn)e3CF%=

Fe3C%=

組織組成物：Le’，F(xiàn)e3C

Fe3C%=

Le’%=Lc%=

第55頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三11過(guò)共晶白口鐵的結(jié)晶過(guò)程室溫組織為：Fe3CⅠ+Le‘Le‘（P+Fe3C共晶+Fe3CⅡ）第56頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三復(fù)習(xí)小結(jié)：標(biāo)注組織的鐵碳相圖第57頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三第58頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三11一、含碳量對(duì)碳鋼室溫平衡組織的影響

含碳量與緩冷后相及組織組成物之間的定量關(guān)系為：

鋼鐵素體亞共析鋼過(guò)共析鋼亞共晶白口鑄鐵過(guò)共晶白口鑄鐵共晶白口鑄鐵共析鋼白口鑄鐵二次滲碳體工業(yè)純鐵珠光體萊氏體一次滲碳體Fe3C鋼鐵分類(lèi)組織組成物相對(duì)量%相組成物相對(duì)量%含碳量%00.02180.772.114.36.6910010000三次滲碳體第三節(jié)含碳量對(duì)碳鋼組織與性能的影響第59頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三隨含碳量增加，組織中Fe3C不僅數(shù)量增加，而且形態(tài)也在變化，由分布在

基體內(nèi)(P中Fe3C)變?yōu)榉植荚贏晶界上(Fe3CⅡ)，最后形成萊氏體時(shí)，F(xiàn)e3C已作為基體出現(xiàn)。

第60頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三11二、含碳量對(duì)力學(xué)性能的影響亞共析鋼隨含碳量增加，P量增加，鋼的強(qiáng)度、硬度升高，塑性、韌性下降。0.77%C時(shí)，組織為100%P,鋼的性能即P的性能。＞0.9%C，F(xiàn)e3CⅡ?yàn)榫Ы邕B續(xù)網(wǎng)狀，強(qiáng)度下降,但硬度仍上升。＞2.11%C，組織中有以Fe3C為基的Le’,合金太脆.第61頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3、含碳量對(duì)工藝性能的影響⑴切削性能：中碳鋼比較合適。⑵可鍛性能：低碳鋼比高碳鋼好。⑶鑄造性能：共晶成分附近的合金鑄造性能好。⑷焊接性能：低碳鋼好于高碳鋼。⑸熱處理性能：第六章介紹。焊縫組織鑄造第62頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三三、含碳量對(duì)工藝性能的影響①切削性能:中碳鋼合適②可鍛性能:低碳鋼好③焊接性能:低碳鋼好④鑄造性能:共晶合金好⑤熱處理性能:第四章介紹鑄造焊縫組織模鍛切削加工的基本形式車(chē)刨鉆銑磨第63頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三四、鐵碳合金相圖的應(yīng)用1.選材料方面的應(yīng)用；

2.制定熱加工工藝方面的應(yīng)用在鑄造生產(chǎn)方面，根據(jù)相圖可以確定鑄鋼和鑄鐵的澆注溫度。在鍛造生產(chǎn)方面，可確定始鍛、終鍛溫度。在焊接方面，可分析碳鋼的焊接組織。對(duì)熱處理來(lái)說(shuō)，可確定加熱范圍。第64頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三一、鋼中的常存雜質(zhì)Mn、Si，S、P；第四節(jié)碳鋼1、有害元素S、P

→壓力加工時(shí)熔化→導(dǎo)致鋼沿晶界開(kāi)裂—“熱脆”。鋼中要限硫含量：≤0.05%。利用：Mn與S形成MnS(1620℃）,粒狀分布在晶內(nèi)，以利于斷屑。合金晶界的低熔點(diǎn)硫化物共晶S：煉鋼時(shí)由生鐵和燃料帶入。在F中的溶解度極小，在鋼的晶界處形成低熔點(diǎn)（989）共晶體FeS第65頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三P：由生鐵帶入。全部溶于F中，使鋼的強(qiáng)度硬度升高，而塑性、韌性顯著下降。特別是使鋼在比利時(shí)阿爾伯特運(yùn)河鋼橋因磷高產(chǎn)生冷脆性于1938年冬發(fā)生斷裂墜入河中

低溫時(shí)脆性急劇增加，稱為冷脆性。因此鋼中要限制磷的含量：≤0.045%P多，脆性大，可制造炮彈、改善切削加工性能。第66頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三

Mn:隨脫氧劑加入。大部分溶于鐵素體中，具有固溶強(qiáng)化效果，少部分形成合金滲碳體；錳與硫化合成MnS，減輕了硫的有害作用。碳鋼中<0.8%，合金鋼中1.0%-1.2%。

Si:隨脫氧劑加入,有較強(qiáng)的固溶強(qiáng)化作用；可增加鋼液流動(dòng)性。碳鋼中<0.4%2、有益元素Mn、Si第67頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3、氣體元素①N：室溫下N在鐵素體中溶解度很低，鋼中過(guò)飽和N在常溫放置過(guò)程中以FeN、Fe4N形式析出使鋼變脆,稱時(shí)效脆化.加Ti、V、Al等元素可使N固定，消除時(shí)效傾向。②O：氧在鋼中以氧化物的形式存在，其與基體結(jié)合力弱，不易變形，易成為疲勞裂紋源.鋼中TiN夾雜鋼中氧化物夾雜第68頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三③H：常溫下氫在鋼中的溶解度也很低。當(dāng)氫在鋼中以原子態(tài)溶解時(shí)，降低韌性，引起氫脆。當(dāng)氫在缺陷處以分子態(tài)析出時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很高內(nèi)壓，形成微裂紋，其內(nèi)壁為白色，稱白點(diǎn)或發(fā)裂。鋼中白點(diǎn)鋼的氫脆斷口第69頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三二、鋼的分類(lèi)工業(yè)用鋼按化學(xué)成分分:碳素鋼合金鋼低碳鋼≤0.25%C中碳鋼0.25~0.60%C高碳鋼≥0.60%C高合金鋼合金元素≥10%低合金鋼合金元素≤5%中合金鋼合金元素5~10%第70頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三1．按鋼中碳的含量分類(lèi)根據(jù)鋼中含碳量的不同，可分為：（1）低碳鋼(low-carbonsteel)

wc≤0.25%；（2）中碳鋼(middle-carbonsteel)0.25%＜wc≤0.6%；（3）高碳鋼(high-carbonsteel)

wc＞0.6%。碳鋼常用的分類(lèi)方法第71頁(yè)，共77頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2．按鋼的質(zhì)量分類(lèi)根據(jù)鋼中有