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.
钢铁中均含有少量合金元素和杂质的铁碳合金,按含碳量不同可分为:
生铁――含C为2.0~4.5% ;钢 ――含C为0.05~2.0% ;熟铁――含C小于0.05%
碳量多少是区别钢铁的主要标准。生铁含碳量大于2.0%;钢含碳量小于2.0%。生铁含碳量高,硬而脆,几乎没有塑性。
但是以含碳量来说明硬度是不对的,这和内部结构有关系.如铁素体\奥氏体,渗碳体,珠光体等.
实际应用中如果需要高的硬度,那么肯定是需要通过渗碳淬火或者氮化等热处理的。
含碳量增加,淬火后硬度增加。
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.。含碳量约为0.6时,硬度达到极大值。
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.