碳对铁碳合金性能的影响很大,铁中加人少量
的碳,强度显著增加。这是由于碳引起了铁内部组
织的变化,从而引起碳钢的力学性能的相应改变。
碳在铁中的存在形式有固溶体(两种或两种以上的
元素在固态下保持一定溶解度和溶剂晶格原来形
式的物体)、化合物和混合物3种。这3种不同的
存在形式,形成了不同的碳钢组织。
(1)铁素体。碳溶解在a一Fe中形成的固溶体称铁素体,以符号F表示。由于a一Fe原子间隙小,溶碳能
力低(在室温下只能溶解0.006%),所以铁素体强度和硬度低,但塑性和韧性很好。低碳钢是含铁素体的钢,
具有软而韧的性能。
球墨铸铁在强度、塑性和韧性方面都大大超过灰铸铁,甚至接近钢。球墨铸铁在酸性介质中耐蚀性较差,
但在其他介质中耐蚀性比灰铸铁好,且价格低于钢。由于它兼有普通铸铁与钢的优点,从而成为一种新型结构
材料。过去用碳钢和合金钢制造的重要零件(如曲轴、连杆、主轴、中压阀门等),目前不少已改用球墨铸铁。
球M,铸铁的牌号用QT、抗拉强度、延伸率表示。如QT400-18,其中。、二400 MPa, S=18%,
(三)高硅铸铁
高硅铸铁是往灰铸铁或球墨铸铁中加人一定量的合金元素硅等熔炼而成。高硅铸铁具有很高的耐蚀性
能,且随含硅量的增加耐蚀性能增加。其强度低、硬度高、质脆、不能承受冲击载荷,不便于机械加工,只适于铸
造。高硅铸铁导热系数小,膨胀系数大,故不适于制造温差较大的设备,否则容易产生裂纹。它常用于制作各
种耐酸泵、冷却排管和热交换器等。
目前在合金钢中常用的合金元素有铬(Cr) ,锰(Mn),镍(NO、硅(SO、硼(B),钨M 1钥(Mo),钒(V)I.钦(Till
和稀土元素(如Re)等。
铬是合金结构钢主加元素之一。在化学性能方面,它不仅能提高金属耐腐蚀性能,也能提高抗氧化性能:
当其含量达到13%时,能使钢的耐腐蚀能力显著提高,并增加钢的热强性。铬能提高钢的淬透性,显著提高拒
的强度、硬度和耐磨性,但它使钢的塑性和韧性降低。
锰可提高钢的强度,增加锰含量对提高低温冲击韧性有好处。