钢材结晶过程中的碳哪里去了

① 求解答，谢谢

1、答：按组织划分的铁碳合金相图如图示：

40钢的结晶过程简述如下：如图示红线部分，与铁碳合金相图相交共5点。

以碳质量分数为0.45%的③号合金为例。合金在1～2点之间按匀晶转变结晶出δ固溶体，冷到2点（1495℃），δ固溶体中碳的质量分数达到0.09%，液相中碳质量分数达到0.53%，此时液相与δ溶体发生包晶转变，由于合金中碳的质量分数大于0.17%，所以包晶转变终了以后，还有过剩的液相存在。从2点冷到3点，剩余的液相又以匀晶转变的形式继续结晶出奥氏体，所有奥氏体成分均沿JE线变化。冷到3点，合金全部由碳质量分数为0.45%的奥氏体组成。单相奥氏体冷到GS线上的4点时，开始在奥氏体晶界上析出铁素体，称为先共析铁素体，随着温度的下降，铁素体量不断增多，而奥氏体量不断减少。铁素体中碳质量分数沿GP线变化，而剩余奥氏体中碳的含量则沿GS线变化。当温度接近5点时（727℃），铁素体的成分接近P点，剩余奥氏体中碳的含量接近S点，剩余的奥氏体发生共析转变，形成珠光体。此时，钢的组织就由先共析铁素体和珠光体组成。5点以下，先共析铁素体将析出三次渗碳体，但其数量很少，可以忽略。故该合金的室温组织仍为铁素体与珠光体。

2、答：

GS线：碳质量分数小于0.77%的铁碳合金，在冷却过程中，当冷却到GS线时，将会发生γ-Fe（奥氏体A）向α-Fe（铁素体F）的同素异构转变，所以GS线是奥氏体转变为铁素体的开始线。同样，在加热过程中，当加热到GS线时，α-Fe（铁素体F）将全部转变为γ-Fe（奥氏体A），所以GS线也是铁素体转变为奥氏体的终了线。GS线又叫做A3线。

ES线：ES线是碳在γ-Fe（奥氏体A）中的饱和溶解度曲线，最大为1148℃的E点2.11%，最小为727℃的S点0.77%，凡是碳质量分数超过0.77%的铁碳合金，从1148℃缓慢冷却到727℃时，均从γ-Fe（奥氏体A）中析出渗碳体，为了区别于其它的渗碳体，把这种渗碳体称为二次渗碳体，用“Fe3CⅡ”表示。ES线很重要，故命名为Acm线。

3、答：

40钢属于亚共析钢，故此，其淬火加热温度为AC3+30~50℃，热处理工艺参数如下：

a、加热温度：因为40钢其AC3=790℃，故其加热温度为820~840℃。

b、保温时间：因为试样是10X10X55，其为方形试样，有效厚度为10mm。因其加热温度为820~840℃，故取表格给的加热系数为1.5分/mm，所以，保温时间为1.5X10=15分钟。

c、冷却方式：因为40钢是碳素结构钢，淬透性较差，因此采用冷却能力比较强的水冷方式。

d、淬火前后硬度变化重大的原因是由硬度比较低的F+P组织，通过淬火，获得硬度高的马氏体的缘故。这种通过淬火的方法使得钢材强度、硬度提高的强化方法叫热处理强化，也是钢材最常用的强化方法之一。

② 钢材中的碳和我们生活中碳是一样的吗想要向钢材中添加一点碳要怎么做烧成铁水把碳粉加进去可以不

是一样的，钢材中的碳将和铁元素形成渗碳体Fe3C，这是铁碳合金中主要的组成相之一。
在钢材中添加碳元素，采用渗碳工艺来实现。简单一点说就是把钢加热至奥氏体化，并使渗碳剂（煤油、丙酮、甲醇等）在900-950度的高温下分解，产生活性碳原子，渗入钢的表面并向内部扩散形成渗碳层。
渗碳工艺是一门专业知识，一言难尽，您可以参考相关热处理资料学习。

③ 炼钢过程中需要用到煤，煤是作为燃料提供能量还是参与反应作为原料成为钢的成分钢中所含的碳来自哪

这时的煤炭只能作为燃料，不是参与反应成为钢的成份！炼钢都用的焦炭！焦炭是不容于铁水里的！钢铁里的炭成份，主要来自于铁矿石里面！把铁矿石炼成铁，再把含炭量很高的生铁炼成钢，就是把铁里炭成份除掉才能成为钢！把铁里炭成份炼的越干净钢的质量越好！

④ 铸铁材料中,碳元素可以哪些形态存在其结晶生长的主要机制是什么

碳元素可以有两种形式存在。
①单质碳
过多单质碳是钢铁加快锈蚀的主要原因，它与铁形成了原电池，作正极加快了铁的腐蚀。铁完全锈蚀后留下的黑色固体也正是碳。
②渗碳体(Fe3C)等，此类铁碳共价物有多种化学式，对于保证钢铁质量益处很大，保证了钢铁的韧性。
结晶生长，单质碳是不行的，但渗碳体可以，但要阻止它析出防止钢铁变脆。

⑤ 钢中的碳是什么

碳是钢铁材料的主要合金元素，因此钢铁材料也可以称为铁碳合金。碳回在钢材中的主要作用是：答
1.形成固溶体组织，提高钢的强度，如铁素体、奥氏体组织，都溶解有碳元素；
2.形成碳化物组织，可提高钢的硬度及耐磨性。如渗碳体，即Fe3C，就是碳化物组织。
因此，碳在钢材中，含碳量越高，钢的强度、硬度就越高，但塑性、韧性也会随之降低；反之，含碳量越低，钢的塑性、韧性越高，其强度、硬度也会随之降低。
因此，含碳量的高低决定了钢材的用途：低碳钢（含碳量＜0.25%），一般用作型材及冲压材料；中碳钢（含碳量＜0.6%），一般用作机械零件；高碳钢（含碳量＞0.7%），一般用作工具、刀具及模具等。（由学区房拍卖平台提供）

⑥ 为什么钢铁中会含有碳

1.
关于含碳量:
----按生铁,钢,熟铁的顺序,含碳量逐渐降低.
----含碳量越高,铁越硬,越脆.
----纯铁,有很强的延展性,不易断.(金属的通性)
--------碳是钢铁中重要元素，当碳含量增加时其强度和硬度随之增加，而塑性和延展性却随之降低，使钢变脆且难以加工;反之，随着碳含量的减少，钢的韧性得到增强且易于切削加工。
2.
碳在钢铁中存在形式
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----碳在钢铁中主要以两种形式存在:一种是化合碳，即碳以化合形态存在，主要以铁的碳化物和合金元素的碳化物形态存在。例如Fe3C、Mn3C、Cr3C2、WC、W2C、VC、MOC、TiC等。另一种是游离碳，例如铁碳固溶体中的碳、无定形碳、石墨碳、退火碳等，统称为游离碳。在钢中，一般是以化合碳为主，游离碳只存在于铁及经退火处理的高碳钢。化合碳与游离碳总和，称为总碳量。红外碳硫分析仪就是测定样品中的总碳量。
3.
钢铁中碳的来源:
----炼铁的原料之一是铁矿石,铁矿石主要成份是Fe2O3,没有碳.
----炼铁的原料之二是焦碳.
----炼铁过程部分焦碳留在了铁水中,导致铁水中含碳.
4.
钢铁的生产:
----由铁矿石炼生铁.
----由生铁作原料炼钢,炼钢的过程主要是除碳的过程.还不能将碳除尽,钢需要有一定量的碳,性能才达到最佳.