碳对铁合金材料生产有哪些重要的影响

铁合金材料是多种金属材料混合物，我们知道纯铁是一种软质材料，一般不能用作工程材料;将铁金属强化和转化为钢的主要方法是加入少量的碳。在固态钢中，碳通常有两种形式。它要么是奥氏体和铁素体的固溶体，要么是碳化物。碳化物的形式可以是铁碳化物，也可以是合金元素如钛的碳化物。另一方面，在灰铸铁中，由于硅的存在抑制了碳化物的形成，碳以石墨片或簇的形式出现。

铁碳平衡图最能说明碳的影响。A-B-C线表示液相点(即，表示铁液开始凝固的温度，H-J-E-C线表示固相点完成凝固的固相点。A-B-C曲线表明，随着铁熔体含碳量的增加，凝固温度降低。这就解释了为什么含碳量超过2%的灰铸铁的加工温度要比钢低得多。例如,钢液含有0.77%的碳含量开始凝固在1475°C和完全固体在1400°C。

从这个角度铁晶体都是排列并包含固溶中的所有碳。进一步冷却，在约727°C(1341°F)时发生戏剧性变化，奥氏体晶体转变为由铁素体和碳化铁交替组成的精细片状结构。这种微观结构称为珠光体，这种变化称为共晶转变。珍珠岩的钻石金字塔硬度约为每平方毫米200公斤力，而纯铁的DPH为每平方毫米70公斤力。

碳含量较低的冷却铁合金材料，例如，0.25%产生的微结构中含有大约50%的珠光体和50%的铁素体;它比珠光体更柔软，DPH约为130。例如，碳含量超过0.77%的钢，其微观结构中含有珠光体和渗碳体;它比珠光体坚硬，DPH可能为250。对于许多铁合金材料来说，碳元素的加入让这些铁合金材料拥有更多的物理性能。