① 生鐵和鋼的含碳量
生鐵是含碳量為2%~4.3%的鐵合金,鋼是含碳量為0.03%~2%的鐵合金。
生鐵和鋼主要成分都是鐵,主要區別是含碳量不同。生鐵里除含碳外,還含有硅、錳及少量的硫、磷等,它可鑄不可鍛。
鋼是對含碳量質量百分比介於0.02%至2.11%之間的鐵碳合金的統稱。鋼的化學成分可以有很大變化,只含碳元素的鋼稱為碳素鋼(碳鋼)或普通鋼;在實際生產中,鋼往往根據用途的不同含有不同的合金元素,比如:錳、鎳、釩等等。
生鐵的用途:
生鐵用途可分為鑄造生鐵以及煉鋼生鐵。
煉鋼生鐵的質地較為硬,且脆,可用於抗磨損零件的表面材料,主要是用於煉鋼;而鑄造生鐵是有一定的機械性能以及良好的切削加工性,在工業上應用較為普遍的一種鑄鐵,通常用來製造化工機械、鑄件等,但強度比較差,不能鍛壓。
生鐵是含碳量大於百分之二的鐵碳合金,工業生鐵含碳量一般是在百分之二點十一到百分之四點三,並且還含有Mn、Si、P等元素,是用鐵礦石經過高爐冶煉的產品。
生鐵性能較為堅硬、鑄造性能好、耐磨,但比較脆。生鐵中除了鐵外,還含有錳、硅、碳、硫等元素,這些元素對生鐵的性能會產生一定的影響。
② 鋼按化學成分可分為什麼和什麼兩大類。
按化學成分分 (1)碳素鋼 碳素鋼是指鋼中除鐵、碳外,還含有少量錳、硅、硫、磷等元素的鐵碳合金,按其含碳量的不同,可分為:
1)低碳鋼——含碳量wc≤0.25%
2)中碳鋼——含碳量wc>0.25%~0.60%
3)高碳鋼——含碳量wc>0.60%
高碳鋼一般在軍工業和工業醫療業比較多
(2)合金鋼 為了改善鋼的性能,在冶煉碳素鋼的基礎上,加入一些合金元素而煉成的鋼,如鉻鋼、錳鋼、鉻錳鋼、鉻鎳鋼等。按其合金元素的總含量,可分為:
1)低合金鋼——合金元素的總含量≤5%
2)中合金鋼——合金元素的總含量5%~10%
3)高合金鋼——合金元素的總含量>10%
③ 在相同含碳量情況下,除了含Ni和Mn的合金鋼外,大多數合金鋼的熱處理加熱溫度都比碳鋼高
在相同含碳量情況下,除了含Ni和Mn的合金鋼外,大多數合金鋼的熱處理加熱溫度都比碳鋼高,其主要原因是合金元素的加入而改變了碳在鋼中的擴散速度所致。非碳化物形成元素如Ni、Co,可降低碳在奧氏體中的擴散激活能,增加奧氏體形成速度。相反,強碳化物形成元素如v、Ti、w、Mo等,與碳有較大的親合力,增加碳在奧氏體中的擴散激活能,強烈地減緩碳在鋼中的擴散,大大減慢了奧氏體化的過程。
奧氏體形成後,尚未固溶的各種類型的碳化物,其穩定性各不相同。穩定性高的碳化物,要使之完全分解和固溶於奧氏體中,需要進一步提高加熱溫度,這類合金元素將使奧氏體化的時間增長。
合金鋼中奧氏體化過程還包括均勻化的過程。它不但需要碳的擴散,而且合金元素也必需要擴散。但合金元素的擴散速度很慢,即使在1000℃的高溫下,也僅是碳擴散速度的萬分之幾或干分之幾。因此,合金鋼的奧氏體成分均勻化比碳鋼更緩慢。以保證合金元素溶入奧氏體並使之均勻化,從而充分發揮合金元素的作用。