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钢材的碳含量为多少,有何作用?

类别:产品资讯日期:2020-05-17 17:24:24
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在室温下 ,最稳定的纯铁形式是称为α铁或α-铁的体心立方 (BCC)结构。 它是一种相当柔软的钢材材,只能溶解少量的碳,在0°C(32°F)时不超过0.005%,而在723°C(1,333°F)时不超过0.021 wt%。 α铁中包含的碳称为铁素体 。 在910°C时,纯铁转变为面心立方 (FCC)结构,称为γ铁或γ铁。

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伽马铁中包含的碳称为奥氏体。 奥氏体更开放的FCC结构可以溶解更多的碳,在1,148°C(2,098°F)时,碳的溶解度高达2.1% (是铁素体的38倍),这反映了钢材的最高碳含量,超过此值是铸铁。当碳与铁一起从溶液中移出时,会形成一种非常坚硬但易碎的材料,称为渗碳体(Fe 3 C)。


当碳含量精确地为0.8%的钢材(称为共析钢材)冷却时,混合物的奥氏体相(FCC)会尝试还原为铁素体相(BCC)。 碳不再适合FCC奥氏体结构,导致碳过多。 碳离开奥氏体的一种方法是使其从溶液中以渗碳体的形式 析出 ,留下BCC铁的周围相(称为铁素体),其中的碳含量很小。 铁氧体和渗碳体这两种同时沉淀,形成一种称为珠光体的层状结构,因其类似于珍珠母而得名。

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在超共析成分(碳含量大于0.8%)中,碳将首先在奥氏体晶界处以渗碳体的大夹杂物形式析出,直到晶粒中的碳百分比降低至共析成分(碳含量为0.8%)为止。点珠光体的结构形式。 对于碳含量少于0.8%(次共析钢材材)的钢材,铁素体将首先在晶粒内形成,直到剩余成分升至碳的0.8%为止,此时将形成珠光体组织。 次共晶钢材的边界不会形成渗碳体大夹杂物。以上假设冷却过程非常缓慢,为碳迁移留出了足够的时间。