钢材强度提到含碳量(钢材强度提到含碳量的公式)
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1、含碳量的变化对钢的性能有何影响?
碳是钢铁材料的重要组分。含碳量[表示为质量分数,符号为wo,或w(C)]的多少对钢铁的性能有重要作用。 也正是由于钢中含有一定量的碳,才能对钢进行热处理,才能调节或改变其机械性能。通常把含碳量w(C)2%作为区别钢和铁的分界线。一般,钢的含碳量w(C)≤2%,但个别钢种,如高馅钢,含碳量会大于2%。含碳量w(C)lt;0.25%的钢种称为低碳钢。在一定范围内,随着含碳量的增加,钢的硬度和强度得到提高,但其塑性和韧性降低。碳对钢的组织的影响主要是扩大Y相区,但因渗碳体的形成,不能无限固溶。在铁和Y铁中碳的最大溶解度依次为0.02%及2.1%。在钢中,碳可与基体元素铁形成碳化物,还可与钛、铌、锆、钒、钼、钨、铬、锰等形成碳化物,统称为化合碳。 铁碳固溶体中的碳、无定形碳、石墨碳、退火碳等总称为游离碳。高碳钢经退火处理后也会有部分游离碳析出。在铸铁中,碳除了极少量固溶于铁素体外,大部分以游离(石墨碳)形态、化合形态或两者并存的形态存在。主要以石墨碳形态存在的铸铁,其断口呈灰色,故称为“灰口铁”,炼钢生铁中的碳大多以化合态Fe3C形态存在,其断口呈灰白色,故称为“白口铁”。化合碳和游离碳的合称为总碳量。游离碳不溶于酸,化合碳可溶于酸,利用这一特性可使两者分离。
含碳量对钢的性能有决定性影响,根据钢中含碳量的多少,通常将钢材分为低碳钢,中碳钢及高碳钢。含碳量的高低直接决定了钢材的强度及硬度。
对低碳钢,其含碳量低,韧性就好,为提高其综合机械性能,通常对其表面进行渗碳淬火处理,这样就可使其具有良好的强度和耐磨性,又有良好的心部韧性。典型的应用实例为制造齿轮的齿轮钢。中碳钢为较为常用的结构材料,例如轴类零件,因其不需要对其表面进行特殊处理。高碳钢热处理后硬度高,耐磨性好,通常制造工具及模具类零件。
nbsp; nbsp; nbsp; nbsp;碳是决定钢的力学性能的最主要因素,随含碳量的增加,硬度增大,塑性、韧性下降。当含碳量lt;0.77%时,随含碳量的增加,强度增加,而当含碳量gt;1.0%以后,强度反而下降。
nbsp; nbsp; nbsp; nbsp;碳素钢按其含碳量的不同,可分为三种种类,分别是:低碳钢——含碳量wc≤0.25% 、中碳钢——含碳量wc0.25%~0.60% 、高碳钢——含碳量wcgt;0.60%。
不同含碳量钢材的性能:
nbsp; nbsp; nbsp; nbsp;1、碳钢:碳钢的含碳量(wc)小于2%,碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类。碳素结构钢又可分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种。一般碳钢中含碳量越高则硬度越高,强度也越高,但塑性降低。
nbsp; nbsp; nbsp; nbsp;2、碳素结构钢:这类钢主要保证力学性能,故其牌号体现其力学性能,用Q 数字表示,其中“Q”为屈服点“屈”字的汉语拼音字首,数字表示屈服点数值,例如Q275表示屈服点为275MPa。
钢和铁的主要元素就是铁和碳。而钢和铁的最大区别,就在于含碳量的不同。当含碳量超过某一数值时,钢就成了铁。反之,当含碳量低于某一数值时,铁就成了钢。由于碳是非金属,它的强度很低。因此,含碳量越低的钢,强度越好,但韧性越低。含碳量越高的钢,强度越低,韧性越高。
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