第二章鐵碳合金第一節(jié)鐵碳合金的基本組織第二節(jié)鐵碳合金相圖第三節(jié)碳素鋼所謂鐵碳合金，是指由鐵和碳兩種元素為主組成的合金，即以鐵和碳為組元的二元合金。如鋼和鑄鐵都是鐵碳合金。第一節(jié)鐵碳合金的基本組織一、鐵素體在α—Fe中溶入一種或多種溶質(zhì)元素構(gòu)成的固溶體稱為鐵素體，用符號“Ｆ”表示。鐵素體仍保持α—Fe的體心立方晶格,碳原子在鐵素體中的位置如圖所示

。在顯微鏡下觀察，鐵素體呈明亮的多邊形晶粒。鐵素體晶胞鐵素體的顯微組織在γ—Fe中溶入碳和(或)其他元素構(gòu)成的固溶體稱為奧氏體,用符號“Ａ”表示。奧氏體仍保持γ—Fe的面心立方晶格，碳原子在奧氏體中的位置如圖所示。奧氏體的顯微組織呈多邊形晶粒狀態(tài)，但晶界比鐵素體的晶界平直。二、奧氏體奧氏體晶胞奧氏體的顯微組織三、滲碳體滲碳體是指晶體結(jié)構(gòu)屬于正交系，化學(xué)式為近似Fe3C的間隙化合物，是鋼和鑄鐵中常見的固相。滲碳體的晶格形式與鐵和碳都不一樣，是復(fù)雜的晶格類型，如圖所示。滲碳體晶胞四、珠光體珠光體是指由鐵素體薄層與碳化物薄層(片)交替重疊組成的共析組織。珠光體是奧氏體從高溫緩慢冷卻時(shí)發(fā)生共析轉(zhuǎn)變所形成的組織。常見的珠光體是鐵素體薄層和滲碳體薄層交替重疊的層狀復(fù)相組織，也是鐵素體和滲碳體(硬相)組成的機(jī)械混合物，常用符號“Ｐ”表示。五、萊氏體萊氏體是指鑄鐵或高碳高合金鋼中由奧氏體(或其轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物)與碳化物(包括滲碳體)組成的共晶組織，萊氏體的含碳量wc=43%，常用符號“Ld”表示。低溫萊氏體的顯微組織第二節(jié)鐵碳合金相圖鐵碳合金相圖是表示鐵碳合金在極緩慢冷卻(或緩慢加熱)條件下，不同化學(xué)成分的鐵碳合金在不同溫度下所具有的組織狀態(tài)的一種圖形。一、簡化的鐵碳合金相圖簡化的鐵碳合金相圖二、Fe—Fe3C相圖的分析1.主要特性點(diǎn)Fe—Fe3C相圖中主要特性點(diǎn)的溫度、含碳量及其含義2.主要特性線Fe—Fe3C相圖中主要特性線的含義3.主要相區(qū)及組織Fe—Fe3C相圖中主要相區(qū)和組織提示：鐵碳合金相圖記憶口訣溫度成分建坐標(biāo)，鐵碳二元要記牢。兩平三垂標(biāo)特點(diǎn)，九星閃耀五弧交。共晶共析液固線，十二面里組織標(biāo)?；窘M織先標(biāo)好，相間組織共逍遙。分析成分?jǐn)嘟M織，鑄鍛處理離不了。三、鐵碳合金的分類鐵碳合金可分為工業(yè)純鐵、鋼和白口鑄鐵三類。鐵碳合金的分類和室溫平衡組織四、含碳量對鐵碳合金的影響

鐵碳合金的室溫平衡組織是由鐵素體和滲碳體兩相組成的，其中鐵素體是含碳極少的固溶體，是鋼中的軟韌性相，滲碳體是硬而脆的金屬化合物，是鋼中的強(qiáng)化相。碳是決定鐵碳合金組織和性能最主要的元素。含碳量對鋼力學(xué)性能的影響五、Fe—Fe3C相圖的應(yīng)用Fe—Fe3C相圖揭示了鐵碳合金的組織隨成分變化的規(guī)律，根據(jù)組織可以大致判斷出力學(xué)性能，以便于合理地選擇材料。鐵碳合金相圖與熱加工的關(guān)系第三節(jié)碳素鋼以鐵為主要元素且在冶煉時(shí)沒有特意加入其他合金元素的鐵碳合金稱為碳素鋼，簡稱碳鋼，又稱非合金鋼。一、常存雜質(zhì)元素對鋼性能的影響1.錳的影響2.硅的影響3.硫的影響4.磷的影響總之，鋼中錳、硅是有益的元素，允許一定的含量，而硫、磷、氫等是有害的元素，應(yīng)嚴(yán)格控制其含量。但是，在易切鋼中適當(dāng)提高硫、磷的含量，使切屑易斷，可改善切削加工性能。二、碳素鋼的分類1.按鋼中含碳量分（1）

低碳鋼:wc≤0.25%。（2）中碳鋼:0.25%<wc≤0.6%。（3）高碳鋼:wc

>0.6%。2.按鋼的質(zhì)量分（1）普通質(zhì)量鋼（2）優(yōu)質(zhì)鋼（3）特殊質(zhì)量鋼3.按鋼的用途分（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼（2）碳素工具鋼4.按鋼的脫氧方法分（1）沸騰鋼（2）鎮(zhèn)靜鋼（3）特殊鎮(zhèn)靜鋼5.其他分類方法三、碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號、性能和用途現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由代表屈服強(qiáng)度的字母、屈服強(qiáng)度數(shù)值、質(zhì)量等級符號、脫氧方法符號４個(gè)部分按順序組成。其中屈服強(qiáng)度的字母用“Ｑ”表示，質(zhì)量等級分為４個(gè)等級，分別用“Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ”表示，質(zhì)量依次提高。脫氧方法用“Ｆ”表示沸騰鋼，用“Ｚ”表示鎮(zhèn)靜鋼，用“TZ”表示特殊鎮(zhèn)靜鋼。在牌號組成表示方法中，符號“Ｚ”與“TZ”可以省略。例如，Q235AF表示屈服強(qiáng)度為235MPa的Ａ級沸騰碳素結(jié)構(gòu)鋼,，如圖所示。碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號表示方法碳素結(jié)構(gòu)鋼通常軋制成各種型材、板材和焊接鋼管等，多用于制作要求不高的機(jī)械零件和一般結(jié)構(gòu)件，如螺釘、螺母、墊圈、地腳螺釘、法蘭和不太重要的軸、拉桿等。碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號、化學(xué)成分和力學(xué)性能見下表。

碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號、化學(xué)成分和力學(xué)性能四、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號、性能和用途優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號用兩位數(shù)字表示，這兩位數(shù)字表示鋼中平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)。若為沸騰鋼，在優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號后面加符號“Ｆ”。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼根據(jù)含錳量的不同，分為普通含錳量鋼和較高含錳量鋼兩種?，F(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)將優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼按冶金質(zhì)量分為優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼和特級優(yōu)質(zhì)鋼。其中，高級優(yōu)質(zhì)鋼在鋼的牌號后面加符號“Ａ”，特級優(yōu)質(zhì)鋼在鋼的牌號后面加符號“Ｅ”。五、碳素工具鋼的牌號、性能和用途碳素工具鋼是