文档介绍：第三章 碳钢
%的铁碳合金称为钢。工业
用碳钢除碳外还含有其它元素，如Si、Mn、S、
P、O、N、H等。其中Si、Mn是在钢冶炼时作为
脱氧元素而加入的，S和P是冶炼时未能除尽的杂
质元素，在碳钢中含量大致如下：Mn≤%，
Si≤%， P≤%， S≤%， O、N、H
的含量与冶炼方法有关，一般只有十万分之几到
万分之几，非常少。
第一节 钢的宏观组织
概述：钢的宏观组织最初是在铸造中形成
的，在以后的热加工过程中还要经历各种
变化。
形成的原因：凝固过程中比容的变化；碳
和其他合金元素的重新分布；气体的形成
析出；夹杂物的形成。
分析方法(低倍检验)：低倍酸浸试验；
断口分析以及各种无损探伤(超声波、X射
线)等。
一、三种不同形式的钢锭
1. 沸腾钢：只用一定量的弱脱氧剂锰铁对
钢液脱氧，钢液的含氧量较高。
组织特点：外层比较纯净；内部有大量
气泡，但很少有缩孔；偏析较严重。
只限于生产普通低合金钢。
2. 镇静钢：在浇注之前，不仅用弱脱氧剂
锰铁而且还使用强脱氧剂硅铁和铝对钢液
脱氧，钢液的含氧量较低。
组织特点：与沸腾钢相比，没有气泡但
有缩孔和疏松，并且钢坯的收得率低(85-
90%)，成本较高。
用于生产优质碳钢、高级优质碳钢以及
全部的合金钢。
3. 半镇静钢：除了用弱脱氧剂锰铁，也加入部分
强脱氧剂硅铁和铝对钢液脱氧，脱氧程度介于沸
腾钢和镇静钢之间。
组织特点：钢锭内部有分散气泡；偏析程度比
沸腾钢小；没有镇静钢钢锭头部的集中缩孔。
可以用于生产低合金钢。
二、镇静钢的宏观组织
1. 物理的不均匀性
包括缩孔、疏松、气泡、裂纹
2. 初生晶粒的不均匀性(结晶不均匀性)
包括三个结晶带：细小等轴晶、柱状晶、粗
大等轴晶
3. 化学不均匀性
包括枝晶偏析、区域偏析、带状偏析
三、沸腾钢的宏观组织
特点：有规律的分布着气泡
第二节 碳和杂质元素对碳钢显微组织和
性能的影响
一、碳对缓冷钢显微组织和性能的影响
1. 对显微组织的影响
2. 对性能的影响
二、常存元素和其他元素对碳钢显微组织的
影响
1. Mn
2. Si
3. S
4. P
5. O
6. N
7. H
8. Al
9. 其他元素Cu、Ni、Cr等
第三节 钢中的非金属夹杂物
一、非金属夹杂物的来源和种类
：外来夹杂物和内生夹杂物
1) 第一类夹杂物：简单氧化物，FeO、Cr2O3
2) 第二类夹杂物：复杂氧化物，尖晶石类、钙
的铝酸盐等
3) 第三类夹杂物：硅酸盐和硅酸盐玻璃
4) 第四类夹杂物：硫化物
5) 第五类夹杂物：氮化物