① 生铁和钢的含碳量
生铁是含碳量为2%~4.3%的铁合金,钢是含碳量为0.03%~2%的铁合金。
生铁和钢主要成分都是铁,主要区别是含碳量不同。生铁里除含碳外,还含有硅、锰及少量的硫、磷等,它可铸不可锻。
钢是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.11%之间的铁碳合金的统称。钢的化学成分可以有很大变化,只含碳元素的钢称为碳素钢(碳钢)或普通钢;在实际生产中,钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素,比如:锰、镍、钒等等。
生铁的用途:
生铁用途可分为铸造生铁以及炼钢生铁。
炼钢生铁的质地较为硬,且脆,可用于抗磨损零件的表面材料,主要是用于炼钢;而铸造生铁是有一定的机械性能以及良好的切削加工性,在工业上应用较为普遍的一种铸铁,通常用来制造化工机械、铸件等,但强度比较差,不能锻压。
生铁是含碳量大于百分之二的铁碳合金,工业生铁含碳量一般是在百分之二点十一到百分之四点三,并且还含有Mn、Si、P等元素,是用铁矿石经过高炉冶炼的产品。
生铁性能较为坚硬、铸造性能好、耐磨,但比较脆。生铁中除了铁外,还含有锰、硅、碳、硫等元素,这些元素对生铁的性能会产生一定的影响。
② 钢按化学成分可分为什么和什么两大类。
按化学成分分 (1)碳素钢 碳素钢是指钢中除铁、碳外,还含有少量锰、硅、硫、磷等元素的铁碳合金,按其含碳量的不同,可分为:
1)低碳钢——含碳量wc≤0.25%
2)中碳钢——含碳量wc>0.25%~0.60%
3)高碳钢——含碳量wc>0.60%
高碳钢一般在军工业和工业医疗业比较多
(2)合金钢 为了改善钢的性能,在冶炼碳素钢的基础上,加入一些合金元素而炼成的钢,如铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢等。按其合金元素的总含量,可分为:
1)低合金钢——合金元素的总含量≤5%
2)中合金钢——合金元素的总含量5%~10%
3)高合金钢——合金元素的总含量>10%
③ 在相同含碳量情况下,除了含Ni和Mn的合金钢外,大多数合金钢的热处理加热温度都比碳钢高
在相同含碳量情况下,除了含Ni和Mn的合金钢外,大多数合金钢的热处理加热温度都比碳钢高,其主要原因是合金元素的加入而改变了碳在钢中的扩散速度所致。非碳化物形成元素如Ni、Co,可降低碳在奥氏体中的扩散激活能,增加奥氏体形成速度。相反,强碳化物形成元素如v、Ti、w、Mo等,与碳有较大的亲合力,增加碳在奥氏体中的扩散激活能,强烈地减缓碳在钢中的扩散,大大减慢了奥氏体化的过程。
奥氏体形成后,尚未固溶的各种类型的碳化物,其稳定性各不相同。稳定性高的碳化物,要使之完全分解和固溶于奥氏体中,需要进一步提高加热温度,这类合金元素将使奥氏体化的时间增长。
合金钢中奥氏体化过程还包括均匀化的过程。它不但需要碳的扩散,而且合金元素也必需要扩散。但合金元素的扩散速度很慢,即使在1000℃的高温下,也仅是碳扩散速度的万分之几或干分之几。因此,合金钢的奥氏体成分均匀化比碳钢更缓慢。以保证合金元素溶入奥氏体并使之均匀化,从而充分发挥合金元素的作用。