鋼材結晶過程中的碳哪裡去了

① 求解答，謝謝

1、答：按組織劃分的鐵碳合金相圖如圖示：

40鋼的結晶過程簡述如下：如圖示紅線部分，與鐵碳合金相圖相交共5點。

以碳質量分數為0.45%的③號合金為例。合金在1～2點之間按勻晶轉變結晶出δ固溶體，冷到2點（1495℃），δ固溶體中碳的質量分數達到0.09%，液相中碳質量分數達到0.53%，此時液相與δ溶體發生包晶轉變，由於合金中碳的質量分數大於0.17%，所以包晶轉變終了以後，還有過剩的液相存在。從2點冷到3點，剩餘的液相又以勻晶轉變的形式繼續結晶出奧氏體，所有奧氏體成分均沿JE線變化。冷到3點，合金全部由碳質量分數為0.45%的奧氏體組成。單相奧氏體冷到GS線上的4點時，開始在奧氏體晶界上析出鐵素體，稱為先共析鐵素體，隨著溫度的下降，鐵素體量不斷增多，而奧氏體量不斷減少。鐵素體中碳質量分數沿GP線變化，而剩餘奧氏體中碳的含量則沿GS線變化。當溫度接近5點時（727℃），鐵素體的成分接近P點，剩餘奧氏體中碳的含量接近S點，剩餘的奧氏體發生共析轉變，形成珠光體。此時，鋼的組織就由先共析鐵素體和珠光體組成。5點以下，先共析鐵素體將析出三次滲碳體，但其數量很少，可以忽略。故該合金的室溫組織仍為鐵素體與珠光體。

2、答：

GS線：碳質量分數小於0.77%的鐵碳合金，在冷卻過程中，當冷卻到GS線時，將會發生γ-Fe（奧氏體A）向α-Fe（鐵素體F）的同素異構轉變，所以GS線是奧氏體轉變為鐵素體的開始線。同樣，在加熱過程中，當加熱到GS線時，α-Fe（鐵素體F）將全部轉變為γ-Fe（奧氏體A），所以GS線也是鐵素體轉變為奧氏體的終了線。GS線又叫做A3線。

ES線：ES線是碳在γ-Fe（奧氏體A）中的飽和溶解度曲線，最大為1148℃的E點2.11%，最小為727℃的S點0.77%，凡是碳質量分數超過0.77%的鐵碳合金，從1148℃緩慢冷卻到727℃時，均從γ-Fe（奧氏體A）中析出滲碳體，為了區別於其它的滲碳體，把這種滲碳體稱為二次滲碳體，用「Fe3CⅡ」表示。ES線很重要，故命名為Acm線。

3、答：

40鋼屬於亞共析鋼，故此，其淬火加熱溫度為AC3+30~50℃，熱處理工藝參數如下：

a、加熱溫度：因為40鋼其AC3=790℃，故其加熱溫度為820~840℃。

b、保溫時間：因為試樣是10X10X55，其為方形試樣，有效厚度為10mm。因其加熱溫度為820~840℃，故取表格給的加熱系數為1.5分/mm，所以，保溫時間為1.5X10=15分鍾。

c、冷卻方式：因為40鋼是碳素結構鋼，淬透性較差，因此採用冷卻能力比較強的水冷方式。

d、淬火前後硬度變化重大的原因是由硬度比較低的F+P組織，通過淬火，獲得硬度高的馬氏體的緣故。這種通過淬火的方法使得鋼材強度、硬度提高的強化方法叫熱處理強化，也是鋼材最常用的強化方法之一。

② 鋼材中的碳和我們生活中碳是一樣的嗎想要向鋼材中添加一點碳要怎麼做燒成鐵水把碳粉加進去可以不

是一樣的，鋼材中的碳將和鐵元素形成滲碳體Fe3C，這是鐵碳合金中主要的組成相之一。
在鋼材中添加碳元素，採用滲碳工藝來實現。簡單一點說就是把鋼加熱至奧氏體化，並使滲碳劑（煤油、丙酮、甲醇等）在900-950度的高溫下分解，產生活性碳原子，滲入鋼的表面並向內部擴散形成滲碳層。
滲碳工藝是一門專業知識，一言難盡，您可以參考相關熱處理資料學習。

③ 煉鋼過程中需要用到煤，煤是作為燃料提供能量還是參與反應作為原料成為鋼的成分鋼中所含的碳來自哪

這時的煤炭只能作為燃料，不是參與反應成為鋼的成份！煉鋼都用的焦炭！焦炭是不容於鐵水裡的！鋼鐵里的炭成份，主要來自於鐵礦石裡面！把鐵礦石煉成鐵，再把含炭量很高的生鐵煉成鋼，就是把鐵里炭成份除掉才能成為鋼！把鐵里炭成份煉的越干凈鋼的質量越好！

④ 鑄鐵材料中,碳元素可以哪些形態存在其結晶生長的主要機制是什麼

碳元素可以有兩種形式存在。
①單質碳
過多單質碳是鋼鐵加快銹蝕的主要原因，它與鐵形成了原電池，作正極加快了鐵的腐蝕。鐵完全銹蝕後留下的黑色固體也正是碳。
②滲碳體(Fe3C)等，此類鐵碳共價物有多種化學式，對於保證鋼鐵質量益處很大，保證了鋼鐵的韌性。
結晶生長，單質碳是不行的，但滲碳體可以，但要阻止它析出防止鋼鐵變脆。

⑤ 鋼中的碳是什麼

碳是鋼鐵材料的主要合金元素，因此鋼鐵材料也可以稱為鐵碳合金。碳回在鋼材中的主要作用是：答
1.形成固溶體組織，提高鋼的強度，如鐵素體、奧氏體組織，都溶解有碳元素；
2.形成碳化物組織，可提高鋼的硬度及耐磨性。如滲碳體，即Fe3C，就是碳化物組織。
因此，碳在鋼材中，含碳量越高，鋼的強度、硬度就越高，但塑性、韌性也會隨之降低；反之，含碳量越低，鋼的塑性、韌性越高，其強度、硬度也會隨之降低。
因此，含碳量的高低決定了鋼材的用途：低碳鋼（含碳量＜0.25%），一般用作型材及沖壓材料；中碳鋼（含碳量＜0.6%），一般用作機械零件；高碳鋼（含碳量＞0.7%），一般用作工具、刀具及模具等。（由學區房拍賣平台提供）

⑥ 為什麼鋼鐵中會含有碳

1.
關於含碳量:
----按生鐵,鋼,熟鐵的順序,含碳量逐漸降低.
----含碳量越高,鐵越硬,越脆.
----純鐵,有很強的延展性,不易斷.(金屬的通性)
--------碳是鋼鐵中重要元素，當碳含量增加時其強度和硬度隨之增加，而塑性和延展性卻隨之降低，使鋼變脆且難以加工;反之，隨著碳含量的減少，鋼的韌性得到增強且易於切削加工。
2.
碳在鋼鐵中存在形式
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----碳在鋼鐵中主要以兩種形式存在:一種是化合碳，即碳以化合形態存在，主要以鐵的碳化物和合金元素的碳化物形態存在。例如Fe3C、Mn3C、Cr3C2、WC、W2C、VC、MOC、TiC等。另一種是游離碳，例如鐵碳固溶體中的碳、無定形碳、石墨碳、退火碳等，統稱為游離碳。在鋼中，一般是以化合碳為主，游離碳只存在於鐵及經退火處理的高碳鋼。化合碳與游離碳總和，稱為總碳量。紅外碳硫分析儀就是測定樣品中的總碳量。
3.
鋼鐵中碳的來源:
----煉鐵的原料之一是鐵礦石,鐵礦石主要成份是Fe2O3,沒有碳.
----煉鐵的原料之二是焦碳.
----煉鐵過程部分焦碳留在了鐵水中,導致鐵水中含碳.
4.
鋼鐵的生產:
----由鐵礦石煉生鐵.
----由生鐵作原料煉鋼,煉鋼的過程主要是除碳的過程.還不能將碳除盡,鋼需要有一定量的碳,性能才達到最佳.