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钢材碳含量与强度的关系是什么?

类别:产品资讯日期:2020-05-11 10:01:06
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  钢材,名词起源于原始德语形容词stahliją或stakhlijan ( 由钢制成 ),与stahlaz或stahliją ( 常备 )有关。对于普通铁 - 碳 合金,钢的碳含量为0.002%至2.14%(重量)。这些值根据合金元素(例如锰 , 铬 , 镍 , 钨等)的不同而变化。相反, 铸铁的确发生共晶反应。 碳含量太低会使(纯)铁相当软,易延展和变弱。碳含量高于钢,形成的脆性合金通常被称为生铁。将与碳合金化的铁称为碳钢,而合金钢则是有意添加其他合金元素以改变钢特性的钢。 常见的合金元素包括: 锰 , 镍 , 铬 , 钼 , 硼 , 钛 , 钒 , 钨 , 钴和铌 。在钢中,最经常被认为是不希望有的其他元素也很重要:磷,硫,硅以及微量的氧,氮和铜。

  碳含量高于2.1%的普通碳铁合金被称为铸铁。利用诸如粉末钢材成形之类的现代炼钢技术,可以制造碳含量非常高的钢(和其他合金材料),但这并不常见。 铸铁即使在高温下也不具有延展性,但由于其熔点低于钢的熔点且具有良好的铸造性,因此可以通过铸造形成。某些铸铁成分在保持熔化和铸造经济性的同时,可以在铸造后进行热处理,以制成可锻铸铁或球墨铸铁物体。 钢铁与锻铁 (现在已基本淘汰)是有区别的, 锻铁可能含有少量的碳,但含有大量的炉渣。

  铁-碳平衡相图 ,显示形成不同相所需的条件。

钢材碳含量.jpg

  钢材通常以矿石的形式存在于地壳中,通常是氧化铁,例如磁铁矿或赤铁矿 。 通过与优选的化学配偶体(例如碳)结合除去氧气,从铁矿石中提取铁 ,然后将其作为二氧化碳损失到大气中。 此过程称为熔炼 ,首先应用于熔点较低的钢材,例如锡 ,其熔点约为250°C(482°F), 铜 ,其熔点约为1,100°C(2,010°F),以及铜的组合,其熔点低于1,083°C(1,981°F)。 相比之下,铸铁的熔融温度约为1,375°C(2,507°F)。 [3]在古代,通过在木炭火中加热矿石,然后用锤子将团块焊接在一起,然后挤出杂质,以固态将少量铁冶炼。 小心地,可以通过在火中四处移动来控制碳含量。 与铜和锡不同,液态或固态铁很容易溶解碳。