一、为什么含碳量高的白口铸铁可做耐磨零部件
低合金白口铸铁 在普通白口铸铁中添加少量合金元素,可以提高碳化物显微硬度,强化金属基体,从而可以提高耐磨性。
含铬、钼、铜等元素的白口铸铁通常用冲天炉熔炼,大多在铸态下使用,因此成本较低。
但这种白口铸铁金相组织中的碳化物仍为连续网状,因而脆性仍较大,适用于对耐磨性和韧性要求不太高的场合。
加入硼0.15%~0.55%,硼主要进入碳化物中,也可以提高耐磨性。
中合金白口铸铁 以铬为主要合金元素,加入铬量达9%时,组织中即出现(Cr,Fe)7C3。
碳化物,它的硬度高达1300~1800HV。
这种碳化物呈孤立杆状或板状形态,连续性差,所以韧性好、强度高。
除铬外,中合金白口铸铁还有:(1)镍硬白口铸铁,国际镍公司的牌号有Ni—Hard1、2、3、4四种。
含镍量多在3%~5%之间,含铬量可分为2%Cr和9%Cr两种。
前一种碳化物为(Fe,Cr)3C,硬度为1100~1500HV,高于fe3c的硬度900~1000HV。
后一种大部分为(cr,Fe)7C3,硬度更高。
Ni—Hard1、2、3三种均是含2%Cr这一类,其区别主要在于碳含量的不同,碳高耐磨性好、韧性差;
碳低则反之。
国际镍公司还有两种特殊材料:高碳Ni—Hard4,这种材料耐磨性高而冲击疲劳寿命并不高;
另一种含硼Ni—Hard1,含硼量为0.25%~1.0%,硼可使马氏体基体的硬度高达1000HV,这种材料用于冲击负荷较简单的铸件。
(2)锰白口铸铁,有较高的锰量抑制了珠光体,稳定了奥氏体。
在组织中出现一定量马氏体,但有较多残余奥氏体。
这种铸铁含锰量为5%~8%,成本低,但耐磨性较低,铸造性能也差。
(3)锰钨白口铸铁,中国锰钨1号耐磨铸铁用于要求机械加工的零件;
锰钨2号耐磨铸铁具有较高硬度。
通常这两种均在铸态使用。
(4)钨铬白口铸铁,中国有W5Cr4、W9Cr6、W16Cr2三种牌号,主要用于冲击载荷大、低应力冲蚀磨料磨损和高应力碾磨磨料磨损的场合。
由于钨价格较高而使应用受到限制。
(5)中铬白口铸铁,Ni—Hard4是中铬型的白口铸铁,需要加入大量贵重的镍。
为了节约,用铜、钼、锰联合合金化,可以达到相同的目的,其含铜量为2%~3%,含钼量为0.3%~0.5%,含锰量为1.5%~2.0%。
其力学性能与Ni—Hard4相似。
高合金白口铸铁 用得最广泛的是含铬量为12%~20%的高铬白口铸铁,组织中形成(cr,Fe)7C3的碳化物。
高铬白口铸铁通常要进行高温热处理析出二次碳化物,冷却时奥氏体转变成为马氏体。
高铬白口铸铁在干磨中有广泛应用,如炼铁高炉料盅和溜槽衬板等。
美国克里马克斯(Climax)钼公司有15—3(含15%Cr-3%Mo)、15—2—1(含15%Cr-2%Mo-1%Cu)两种牌号。
15—3又以碳量的高低来划分为超高碳、高碳、中碳及低碳四种。
低碳的韧性好而硬度低,适用于冲击载荷比较大的场合;
高碳的则用于冲击载荷小的场合,表现出良好的耐磨性。
白口铸铁的耐磨性和其他抗磨材料一样,既有本身材质性能的影响,又有磨料性质、工作介质、工作条件等的影响。
为此,要获得良好的耐磨性,必须通过分析进行恰当地选用才能取得较好的效果。

二、为什么铁含碳量越高?
因为自然界中的铁并不是以单质形式存在的,一般都是一氧化物的形式存在,所以在炼铁时加碳可以把铁从氧化物中还原出来,但是加入的碳不一定全部反应,所以有部分流于铁中,同时也有助于加强铁的硬度.其实铁中不止有碳而已,还有一些锰等其他杂质存在,只是量少而已.

三、为什么含碳量越高钢的韧性越小
在铁碳合金中,渗碳体一般可认为是一种强化相。
当它与铁素体构成层片状珠光体时,合金的强度和硬度得到提高,故合金中珠光体量愈多时,其强度与硬度愈高,而塑性、韧性却相应降低。
但过共析钢中渗碳体明显地以网状分布在晶界上,特别在白口铸铁中渗碳体是作为基体或以板条状分布在莱氏体基体上时,将使铁碳合金的塑性和韧性大大下降,以致合金的强度也随之降低。
这就是高碳钢和白口铸铁脆性高的主要原因。
当钢的含碳量小于0. 9%时,随着钢中含碳量的增加,钢的强度、硬度直线上升,而塑性、韧性不断降低;
当钢中含碳量大于0. 9%时,因网状渗碳体的存在,不仅使钢的塑性、韧性进一步降低,而且强度也明显下降。
为了保证工业上使用的钢具有足够的强度,并具有一定的塑性和韧性,钢中含碳量一般都不超过1.3-1.4%

四、为什么含碳量越高,硬度越大
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。
碳在钢材中的主要作用是: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。
其中以渗碳体为的作用最为明显,渗碳体是强化相,且渗碳体数量越多,分布越均匀,材料的强度、硬度就越高,但塑性、韧性也会随之降低。

五、人体中为什么含碳量高
因为人本身就是个有机体,而有机物主要有C、H元素组成。
说白了就是一堆C、H化合物,所以人体含碳多啊!
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