含碳量對(duì)工藝性能的影響有哪些？

1. 切削加工性能

   金屬材料的切削加工性問(wèn)題，是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題，一般要從允許的切削速度、切
削力、表面粗糙度等幾個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，材料的化學(xué)成分、硬度、韌性、導(dǎo)熱性以及金屬
的組織結(jié)構(gòu)和加工硬化程度等對(duì)其均有影響。
    鋼的含碳量對(duì)切削加工性能有一定的影響。低碳鋼中的鐵素體較多，塑性韌性好，切
削加工時(shí)產(chǎn)生的切削熱較大，容易粘刀，而且切屑不易折斷，影響表面粗糙度，因此切削
加工性能不好。高碳鋼中滲碳體多，硬度較高，嚴(yán)重磨損刀具，切削性能也差。中碳鋼中
的鐵素體與滲碳體的比例適當(dāng)，硬度和塑性也比較適中，其切削加工性能較好。一般認(rèn)為，
鋼的硬度大致為240HB 時(shí)切削加工性能較好。
    鋼的導(dǎo)熱性對(duì)切削加工性能具有很大的影響。具有奧氏體組織的鋼導(dǎo)熱性低，切削熱
很少為工件所吸收，而基本上集中在切削刃附近，因而使刃具的切削刃變熱，降低了刀具
使用壽命。因此，盡管奧氏體鋼的硬度不高，但切削加工性能不好。
    鋼的晶粒尺寸的大小并不顯著影響硬度。但粗晶粒鋼的韌性較差，切屑易斷，因而切
削性能較好。
    珠光體中的滲碳體組織同樣影響切削加工性，亞共析鋼的組織是鐵素體+片狀珠光體，
具有較好的切削加工性能，若過(guò)共析鋼的組織為片狀珠光體+二次滲碳體，則其加工性能很
差，若其組織是由粒狀珠光體組成的，則可改善切削加工性能。

2. 可鍛性
    金屬的鍛造性能是指金屬在壓力加工時(shí)，能改變形狀而不產(chǎn)生裂紋的性能。鋼的鍛造
性能首先與含碳量有關(guān)。低碳鋼的可鍛性較好，隨著含碳量的增加逐漸變差。
    奧氏體具有良好的塑性，易于塑性變形。鋼加熱到高溫可獲得單相奧氏體組織，具有
良好的鍛造性能。因此鋼材的始鍛或終鍛溫度一般在固相線以下100℃～200℃范圍內(nèi)。終
鍛溫度不能過(guò)低，以免因溫度過(guò)低而使塑性變差，產(chǎn)生裂紋。一般對(duì)亞共析鋼終鍛溫度控
制在GS 線以上較近處，對(duì)過(guò)共析鋼控制在SE 線以上較近處。
    白口鑄鐵無(wú)論在低溫或高溫，其組織都是以硬而脆的滲碳體為基體，其鍛造性能很差。
不能通過(guò)鍛造進(jìn)行變形。

3. 鑄造性
金屬的鑄造性包括金屬的流動(dòng)性、收縮性和偏析傾向等。

1) 流動(dòng)性
    流動(dòng)性是指液態(tài)金屬充滿鑄型的能力。流動(dòng)性受很多因素的影響，其中zui主要的是化
學(xué)成分和澆注溫度的影響。
    在化學(xué)成分中，碳對(duì)流動(dòng)性影響zui大，隨著含碳量的增加，鋼的結(jié)晶溫度范圍增大，流  動(dòng)性應(yīng)該變差。但是，隨著含碳量的增加，液相線溫度降低，因而，當(dāng)澆注溫度相同時(shí)，
含碳量高的鋼，其液相線溫度與鋼液溫度之差較大，即過(guò)熱度較大，對(duì)鋼液的流動(dòng)性有利。
所以鋼液的流動(dòng)性隨含碳量的提高而提高。澆注溫度越高，流動(dòng)性越好。當(dāng)澆注溫度一定
時(shí)，過(guò)熱度越大，流動(dòng)性越好。
    鑄鐵因其液相線溫度比鋼低，其流動(dòng)性總是比鋼好。亞共晶鑄鐵隨含碳量的提高，結(jié)
晶溫度范圍縮小，流動(dòng)性也隨之提高。共晶鑄鐵結(jié)晶溫度zui低，同時(shí)又是在恒溫下凝固，
流動(dòng)性；過(guò)共晶鑄鐵隨著含碳量的提高，流動(dòng)性變差。

2) 收縮性
    鑄鐵從澆注溫度至室溫的冷卻過(guò)程中，其體積和線尺寸減小的現(xiàn)象稱為收縮性。收縮
是鑄造合金本身的物理性質(zhì)，使鑄件產(chǎn)生缺陷，如縮孔、縮松、殘余內(nèi)應(yīng)力、變形和裂紋。
金屬?gòu)臐沧囟壤鋮s到室溫要經(jīng)歷3個(gè)互相的收縮階段。
① 液態(tài)收縮：從澆注溫度到開(kāi)始凝固(液相線溫度)這一溫度范圍內(nèi)的收縮為液態(tài)收縮。
② 凝固收縮：從凝固開(kāi)始到凝固終止(固相線溫度)這一溫度范圍內(nèi)的收縮稱凝固收縮。
③ 固態(tài)收縮：從凝固終了到冷卻到室溫這一溫度范圍內(nèi)的收縮稱為固態(tài)收縮。
    液態(tài)收縮和凝固收縮表現(xiàn)為合金體積的縮小，其收縮量用體積分?jǐn)?shù)表示，稱為體收縮。
它們是鑄件產(chǎn)生縮孔、疏松缺陷的基本原因。合金的固態(tài)收縮雖然也是體積變化，但它只
引起鑄件外部尺寸的變化，其收縮量通常用長(zhǎng)度百分?jǐn)?shù)表示，稱為線收縮。它是鑄件產(chǎn)生
內(nèi)應(yīng)力、變形和裂紋等缺陷的基本原因。
    影響碳鋼收縮性的主要因素是化學(xué)成分和澆注溫度等。對(duì)于化學(xué)成分一定的鋼，澆注
溫度越高，則液態(tài)收縮越大；當(dāng)澆注溫度一定時(shí)，隨著含碳量的增加，鋼液溫度與液相線
溫度之差增加，體積收縮增大。同樣，含碳量增加，其凝固溫度范圍變寬，凝固收縮增大。

3) 枝晶偏析
    固相線和液相線的垂直距離越大，枝晶偏析越嚴(yán)重。鑄鐵的成分越靠近共晶點(diǎn)，偏析
越??；相反，越遠(yuǎn)離共晶點(diǎn)，則枝晶偏析越嚴(yán)重。