機(jī)械制造基礎(chǔ)第2章 金屬材料的性能分析

機(jī)械制造基礎(chǔ)賈穎蓮教授二〇二〇年二月2.1金屬及其合金的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶2.2鐵碳合金相圖第2章金屬材料的性能分析第2章金屬材料的性能分析通過本章的學(xué)習(xí)，了解金屬材料的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，掌握鐵碳合金相圖及其應(yīng)用，掌握鐵碳合金成分、組織、性能、用途之間的關(guān)系及變化規(guī)律。金屬及其合金的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶、鐵碳合金相圖等。學(xué)習(xí)目標(biāo)知識點(diǎn)技能點(diǎn)正確分析金屬材料的成分、組織、性能之間的關(guān)系。2.1金屬及其合金的結(jié)構(gòu)與晶體晶體

材料的原子（離子、分子）在三維空間呈規(guī)則的周期性排列的物體。如金剛石、水晶、氯化鈉、金屬等。非晶體

材料的原子（離子、分子）在三維空間無規(guī)則排列的物體。如松香、玻璃等。2.1.1純金屬的結(jié)構(gòu)

固態(tài)物質(zhì)按其原子（分子）的聚集狀態(tài)不同分為晶體與非晶體。晶體結(jié)構(gòu)

晶體中原子（離子或分子）規(guī)則排列的方式。晶格

為了便于分析晶體中原子排列的規(guī)律，常將每個(gè)原子看成一個(gè)個(gè)點(diǎn)，并用假想的線條將各原子中心連接起來，形成一個(gè)空間格子，這樣的空間格子稱為晶格。晶胞

晶格中能代表原子排列規(guī)律的基本幾何單元稱為晶胞。晶格常數(shù)

晶胞的三個(gè)棱邊的長度a,b,c及三條棱邊夾角α,β,γ。

晶格中直線的交點(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。2.1金屬及其合金的結(jié)構(gòu)與晶體一、常見金屬晶體結(jié)構(gòu)金屬的晶格類型很多，常見的有三種：體心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。金屬晶格類型不同，其原子排列的致密度（晶胞中原子所占體積與晶胞體積的比值）也不同。面心立方和密排六方晶格的致密度均為74%，體心立方晶格的致密度為68%。晶格類型發(fā)生變化，將引起金屬體積和性能的變化。體心立方晶格

常見的BCC金屬有：鉬（Mo）、鎢（W）、釩（V）、鉻、鈮、α-Fe等。

晶胞原子數(shù)—是指在一個(gè)晶胞中所含的原子數(shù)目。為1/8×8+1=2個(gè)；原子半徑—BCC為：r=√3/4a；致密度—BCC為4/3πr3×2=0.68；配位數(shù)—是指晶格中與任一原子最鄰近且等距離的原子數(shù)目。BCC為8個(gè)；空隙半徑—BCC有兩種空隙半徑，四面體空隙半徑0.29r，八面體空隙半徑0.15r。一、常見金屬晶體結(jié)構(gòu)面心立方晶格

常見的面心立方晶格金屬有：鋁、銅、鎳、金、銀、γ-Fe等。

晶胞原子數(shù)—FCC為4個(gè)。原子半徑—FCC為√2/4a；致密度—FCC為74％；配位數(shù)—12個(gè)；空隙半徑—四面體空隙半徑0.225r；八面體空隙半徑0.414r。一、常見金屬晶體結(jié)構(gòu)密排六方晶格

常見的密排六方晶格金屬有：鎂、鎘（Cd）、鋅、鈹（Be）等。

晶胞原子數(shù)—HCP為6個(gè)。原子半徑—HCP為1/2a；致密度—HCP為74％；配位數(shù)—12個(gè)；空隙半徑—四面體空隙半徑0.225r，八面體空隙半徑0.414r。一、常見金屬晶體結(jié)構(gòu)多晶體結(jié)構(gòu)晶體內(nèi)部的晶格位向（即原子排列方向）完全一致的晶體稱為單晶體。單晶體具有各項(xiàng)異性的特征。實(shí)際使用的金屬材料是由許多小晶體組成，如右圖2.3。由許多小晶體組成的晶體稱為多晶體，如右圖2.4。二、金屬的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)這些小晶體稱為晶粒，在每個(gè)晶粒的內(nèi)部晶格位向是一致的，但各個(gè)晶粒之間位向不同，相差300-400。晶粒與晶粒之間的界面稱為晶界。在多晶體材料中，雖然每個(gè)晶粒具有各項(xiàng)異性，但不同方向的金屬性能是很多位向不同晶粒的平均性能，故多晶體材料表現(xiàn)為各項(xiàng)同性。鋼鐵材料的晶粒尺寸一般為10-3-10-1，只有在顯微鏡下才能觀察到。這種在顯微鏡下觀察到的各種晶粒的形態(tài)、大小和分布等情況，稱為顯微組織或金相組織。有色金屬的晶粒尺寸一般比鋼鐵材料的晶粒大，有的用肉眼可以看到。二、金屬的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)晶體缺陷實(shí)際使用的金屬，由于原子熱運(yùn)動(dòng)、結(jié)晶和加工等影響，使晶體中某些區(qū)域的原子規(guī)律排列受到干擾和破壞，這種區(qū)域稱為晶體缺陷。根據(jù)晶體缺陷的幾何相態(tài)特點(diǎn)將其分為點(diǎn)缺陷，線缺陷和面缺陷，見下表。各種晶體缺陷處及其附近的晶格均處于畸變狀態(tài)，會(huì)使金屬的強(qiáng)度和硬度有所提高。二、金屬的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)晶體缺陷①空位②間隙原子①刃型位錯(cuò)

1.點(diǎn)缺陷三維尺度上都很小，不超過幾個(gè)原子直徑的缺陷。①空位；②間隙原子

2.線缺陷二維尺度很小而第三維尺度很大的缺陷。①刃型位錯(cuò)；②螺型位錯(cuò)

3.面缺陷二維尺度很大而第三維尺度很小的缺陷。

①晶界；②亞晶界二、金屬的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)實(shí)際金屬晶體中的缺陷對材料性能的影響1.點(diǎn)缺陷造成局部晶格畸變,使金屬的電阻率;屈服強(qiáng)度增加,密度發(fā)生變化。2.線缺陷形成位錯(cuò)對金屬的機(jī)械性能影響很大，位錯(cuò)極少時(shí)，金屬強(qiáng)度很高，位錯(cuò)密度越大，金屬強(qiáng)度也會(huì)提高。3.面缺陷晶界和亞晶界越多，晶粒越細(xì)，金屬強(qiáng)度越高，金屬塑變的能力越大，塑性越好。二、金屬的實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)凝固

液態(tài)L→固態(tài)S

S可以是非晶體。結(jié)晶

金屬材料大部分都是經(jīng)冶煉得到的，即金屬由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過程，通常稱為結(jié)晶。

一次結(jié)晶：L→S晶態(tài)二次結(jié)晶：S→S晶態(tài)2.1.2純金屬的結(jié)晶過冷：純金屬實(shí)際結(jié)晶溫度總是低于理論結(jié)晶溫度，為什么？冷卻速度越快，過冷度越大。冷卻曲線上出現(xiàn)平臺，為什么？

出現(xiàn)“平臺”是由于純金屬結(jié)晶時(shí)會(huì)放出“結(jié)晶潛熱”，抵消冷卻時(shí)向外失散的熱量。當(dāng)結(jié)晶結(jié)束后，沒有“結(jié)晶潛熱”放出，純金屬將會(huì)以原來的冷卻速度繼續(xù)冷卻下來。只有當(dāng)液體的過冷度達(dá)到一定的大小，結(jié)晶過程才能開始進(jìn)行—過冷是金屬結(jié)晶的必要條件。過冷度ΔT=T0－T11、純金屬冷卻曲線和過冷現(xiàn)象形核①自發(fā)形核②非自發(fā)形核長大①平面長大②樹枝狀長大當(dāng)溫度下降到結(jié)晶溫度時(shí)，原子的活動(dòng)能力減弱，在液態(tài)金屬中某些部位，首先有規(guī)則地排列成小晶體，形成結(jié)晶的核心（稱為晶核，也稱為自發(fā)晶核）晶核周圍的原子按晶體的固有規(guī)律向這些晶核聚集長大，與此同時(shí)，又有新晶核產(chǎn)生、長大，直到全部結(jié)晶完畢。2、純金屬的結(jié)晶過程晶粒大小如何衡量？為什么要對晶粒尺寸進(jìn)行控制？影響晶粒尺寸的因素有哪些？如何控制晶粒的尺寸？3、金屬晶粒大小及控制晶粒度

單位面積上的晶粒數(shù)目或晶粒的平均線長度(或直徑)。晶粒大小對材料性能的影響（細(xì)晶強(qiáng)化）

晶粒越細(xì)，金屬的強(qiáng)度、硬度越高，塑性、韌性越好。因此細(xì)化晶粒是提高金屬力學(xué)性能的有效途徑。影響晶粒度的因素

過冷度ΔT提高，N提高、G提高

過冷ΔT太高，N降低、G降低

結(jié)晶后，得到多晶體金屬，其晶粒大小用晶粒度來表示。3、金屬晶粒大小及控制晶粒大小的控制

②變質(zhì)處理在液態(tài)金屬中加入孕育劑或變質(zhì)劑作為非自發(fā)晶核的核心，以細(xì)化晶粒和改善組織。①增加過冷度

隨著過冷度的增加，液態(tài)金屬結(jié)晶時(shí)的形核率和長大速度都會(huì)增加。在實(shí)際生產(chǎn)的過冷條件下，形核率增加比長大速率增加要快，產(chǎn)生的晶核顯著增加。因此增加過冷度，可使晶粒細(xì)化。

③附加振動(dòng)、攪拌等。3、金屬晶粒大小及控制

合金的基本概念合金的基本相合金的結(jié)晶2.1.3合金的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶合金

由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬元素和非金屬元素組成的具有金屬特性的物質(zhì)。

普通黃銅：Cu+Zn

45鋼:鐵碳合金

合金除具備純金屬的基本特性外，還可以擁有純金屬所不能達(dá)到的一系列機(jī)械特性與理化特性,如高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性、強(qiáng)磁性、耐蝕性等。1、合金的基本概念組元

組元是組成合金的獨(dú)立的，最基本的單元。通常組元就是指組成合金的元素。如：普通黃銅的組元是銅和鋅；鐵碳合金中的Fe3C也可以視為一個(gè)組元。按組元數(shù)目，合金可以分為二元合金，三元合金和多元合金。

合金系：若干給定組元，以不同配比，配制出的一系列不同成分、不同性能的合金。組元可以是金屬、非金屬或穩(wěn)定化合物。1、合金的基本概念在固態(tài)下，物質(zhì)可以是單相的，也可以是多相的。鐵在同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變過程中，會(huì)出現(xiàn)相的變化。純鐵是單相的，而鋼一般是雙相或是多相的。固態(tài)白銅(銅與鎳二元合金)是單相的。合金中有兩類基本相：固溶體和金屬化合物。相

在物質(zhì)中，凡是成分相同，結(jié)構(gòu)相同并與其他部分以界面分開的均勻組成部分，稱為相。1、合金的基本概念合金的組織是由數(shù)量、大小、形狀和分布方式不同的各種相所組成的。不同組織具有不同的性能。由不同組織構(gòu)成的材料具有不同的性能。同一種鋼經(jīng)過不同的熱處理可以獲得不同的組織，從而獲得不同的性能。45鋼經(jīng)過不同的熱處理可以獲得珠光體、索氏體、屈氏體、貝氏體、馬氏體等組織。并獲得不同的性能。組織

組織是指用肉眼或顯微鏡等所觀察到的材料的微觀形貌。1、合金的基本概念固溶體

在一種金屬元素的晶格中，溶入另一種或多種元素所形成的相；在固溶體中保持其原晶體結(jié)構(gòu)的組元（元素）—溶劑，其余的元素（組元）—溶質(zhì)。

按照溶質(zhì)原子在溶劑晶格中的位置不同，可將固溶體分兩類：置換固溶體和間隙固溶體。2、合金的基本相固溶體

在一種金屬元素的晶格中，溶入另一種或多種元素所形成的相；在固溶體中保持其原晶體結(jié)構(gòu)的組元（元素）—溶劑，其余的元素（組元）—溶質(zhì)。

按照溶質(zhì)原子在溶劑晶格中的位置不同，可將固溶體分兩類：置換固溶體和間隙固溶體。固溶體的性能

固溶體與純金屬相比強(qiáng)度、硬度升高。固溶體的強(qiáng)度和塑性、韌性之間有較好的配合，所以，其綜合性能較好，常作為結(jié)構(gòu)合金的基體相。這種通過形成固溶體使金屬強(qiáng)度和硬度提高的現(xiàn)象稱為固溶強(qiáng)化。它是強(qiáng)化金屬材料的重要途徑之一。固溶強(qiáng)化的原因：由于溶質(zhì)原子的溶入，使固溶體的晶格發(fā)生畸變，晶格畸變增大位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力，使金屬滑移變形變得更加困難，變形抗力增大，從而提高合金的強(qiáng)度和硬度。2、合金的基本相金屬化合物

在合金相中，各組元的原子按一定的比例相互作用生成的晶格類型和性能完全不同于任一組元，并且具有一定金屬特性的新相，稱為金屬化合物。金屬化合物的性能

金屬化合物一般具有復(fù)雜的晶格結(jié)構(gòu)，熔點(diǎn)高，硬而脆。當(dāng)合金中出現(xiàn)金屬間化合物時(shí)，通常能提高合金的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但會(huì)降低塑性和韌性。金屬間化合物是各類合金鋼、硬質(zhì)合金及許多有色金屬的重要組成相。當(dāng)金屬化合物呈細(xì)小顆粒均勻分布在固溶體基體上時(shí)，將顯著提高合金的強(qiáng)度、硬度和耐磨性(此現(xiàn)象稱為彌散強(qiáng)化)。2、合金的基本相機(jī)械混合物

工業(yè)合金中其組織僅由化合物單相組成的情況是不存在的。因?yàn)榛衔锕倘挥泻芨叩挠捕?，但脆性太大，無法應(yīng)用。固溶體組成的合金，往往由于強(qiáng)度、硬度等不夠高，使用受到一定限制。絕大多數(shù)的工業(yè)合金，其組織均為固溶體與少量化合物(一種或幾種)所構(gòu)成的機(jī)械混合物。合金的性能取決于其形態(tài)、大小、數(shù)量、種類等。2、合金的基本相

合金的結(jié)晶與純金屬相似，都遵循形核與核長大的規(guī)律，結(jié)晶過程有潛熱放出。不同的是純金屬結(jié)晶是在某一恒溫下進(jìn)行，而合金通常是在某一范圍內(nèi)進(jìn)行，如圖2.9。

此外，合金結(jié)晶過程中各組成相成分還發(fā)生變化。3、合金的結(jié)晶

鐵碳合金的基本組織鐵碳相圖的分析鐵碳合金相圖的應(yīng)用2.2鐵碳合金相圖金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變

金屬在固態(tài)下隨溫度的變化，由一種晶格變?yōu)榱硪环N晶格的現(xiàn)象，稱為金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變（同素異晶轉(zhuǎn)變）。由同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變所得到的不同晶格的晶體，稱為同素異構(gòu)體。純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變

α-Feγ-Feδ-Fe912℃

1394℃

純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變鐵碳合金的基本組織有：鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體鐵碳合金的基本組織鐵碳合金的基本組織鐵素體F

鐵素體是碳溶解于α-Fe中形成的間隙固溶體，呈體心立方結(jié)構(gòu)，用“F”表示。碳在α-Fe中的溶解度度很小，最大溶解度在727℃時(shí)為0.0218%，室溫時(shí)為0.0008%。由于鐵素體的含碳量低，所以鐵素體具有良好的塑性和韌性，強(qiáng)度和硬度較低，性能與純鐵相近。奧氏體A

奧氏體是碳在γ-Fe中形成的間隙固溶體，呈面心立方結(jié)構(gòu)，用“A”表示。碳在γ-Fe中的溶解度較大，727℃時(shí)為0.77%，1148℃達(dá)到最大溶碳量2.11%。奧氏體的強(qiáng)度、硬度不高，且具有良好的塑性。因此，生產(chǎn)中常將工件加熱到奧氏體狀態(tài)進(jìn)行鍛造。滲碳體Fe3C

滲碳體是鐵和碳組成的金屬化合物，含碳量為6.69%，分子式Fe3C，熔點(diǎn)為1227℃，滲碳體硬度很高，塑性很差，伸長率和沖擊韌度幾乎為零，是一個(gè)硬而脆的組織，是鋼鐵中的強(qiáng)化相。

鐵碳合金的基本組織珠光體P

珠光體是鐵素體和滲碳體的混合物，含碳量0.77%，用“P”表示。珠光體強(qiáng)度較高，硬度適中，具有一定的塑性。高溫萊氏體Ld

高溫萊氏體是由奧氏體和滲碳體組成的機(jī)械混合物，用Ld或（A+Fe3C）表示。由于奧氏體屬高溫組織，因此高溫萊氏體僅存在于727℃以上。低溫萊氏體Ld’

高溫萊氏體冷卻到727℃以下，將轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w和滲碳體的機(jī)械混合物（P+Fe3C），稱低溫萊氏體，用Ld’表示。萊氏體含碳量為4.3％。由于萊氏體含有的滲碳體較多，故性能與滲碳體相近，即極為硬脆。鐵碳合金的基本組織鐵碳合金相圖是指在平衡條件下，不同成分的鐵碳合金在不同溫度下所處狀態(tài)或組織的圖形。2.2.2鐵碳合金相圖分析符號溫度,℃碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω(C)%含義A15380純鐵的熔點(diǎn)C11484.30

共晶點(diǎn)Lc

→

AE+Fe3CD12276.69Fe3C的熔點(diǎn)E11482.11碳在γ-Fe中的最大溶解度F11486.69Fe3C的成分G9120

α-Fe→

γ-Fe同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變點(diǎn)K7276.69Fe3C的成分P7270.0218碳在α-Fe中的最大溶解度S7270.77共析點(diǎn)(A1)AS→FP+Fe3CQ6000.0057600℃時(shí)碳在α-Fe中的溶解度1.特性點(diǎn)特征線含義ACD液相線AECF固相線GS(又稱A3)鐵素體完全溶于奧氏體中（或開始從奧氏體中析出）的溫度；奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體的開始線ES(又稱Acm)二次滲碳體完全溶于奧氏體中（或開始從奧氏體中析出）的溫度；碳在奧氏體中的溶解度曲線ECF共晶轉(zhuǎn)變線GP奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體的終了線PQ碳在鐵素體中的溶解度線PSK(又稱A1)共析轉(zhuǎn)變線2.特性線單相區(qū)簡化的Fe-Fe3C狀態(tài)圖中有F、A、L和Fe3C四個(gè)單相區(qū)。兩相區(qū)簡化的Fe-Fe3C狀態(tài)圖中有五個(gè)相區(qū)：L+A兩相區(qū)、L+Fe3C兩相區(qū)、A+Fe3C兩相區(qū)、A+F兩相區(qū)、F+Fe3C兩相區(qū)。三相區(qū)共晶線ECF是L、A、Fe3C三相共存線；共析線PSK是A、F、Fe3C三相共存線。3.相區(qū)鋼0.0218%<Wc<2.11%亞共析鋼0.0218%<Wc<0.77%珠光體+鐵素體

共析鋼0.77%室溫組織珠光體過共析鋼0.77%<Wc≤2.11%珠光體+二次滲碳體鑄鐵2.11%<Wc<6.69%亞共晶白口鑄鐵2.11%<Wc<4.3%低溫萊氏體+珠光體+二次滲碳體

共晶白口鑄鐵4.3%低溫萊氏體過共晶白口鑄鐵4.3%<Wc<6.69%低溫萊氏體+一次滲碳體

工業(yè)純鐵

Wc≤0.0218%的鐵碳合金，其室溫組織為鐵素體。

根據(jù)鐵碳合金含量和室溫組織的不同，鐵碳合金可分為三類：工業(yè)純鐵，鋼和白口鑄鐵。4.鐵碳合金的分類合金I：共析鋼合金II：亞共析鋼合金III：過共析鋼5.典型合金結(jié)晶過程分析合金I：共析鋼溫度1點(diǎn)以上全部為液體L冷到1點(diǎn)時(shí)，開始從液體中結(jié)晶出奧氏體L+A冷卻到2點(diǎn)時(shí)，全部為奧氏體A2-3點(diǎn)之間奧氏體A組織不變冷卻到3點(diǎn)時(shí)，奧氏體在恒溫下發(fā)生共析轉(zhuǎn)變，析出成分為P點(diǎn)的F和成分為K點(diǎn)的Fe3C，形成F與Fe3C層片相間的珠光體P。室溫時(shí)組織組成物P，含量100%。相組成物：F+Fe3C5.典型合金結(jié)晶過程分析珠光體顯微組織一般為層片狀，當(dāng)放大倍數(shù)較低時(shí)，只能看到白色基體的鐵素體和黑色條狀的滲碳體，如下圖2.12a；放大倍數(shù)較高時(shí)，可看到滲碳體是有黑色邊緣圍繞著的白色條狀，見圖2.12b。圖2.12b8000x圖2.12a500x5.典型合金結(jié)晶過程分析合金II

：亞共析鋼所以含碳0.40%的亞共析鋼的室溫組織為：F+P；相組成物：F+P亞共析鋼在1點(diǎn)到3點(diǎn)溫度間的結(jié)晶過程與共析鋼相似。當(dāng)冷卻到3點(diǎn)時(shí)，從奧氏體中析出鐵素體。3-4點(diǎn)之間組織為奧氏體和鐵素體。冷卻到4點(diǎn)時(shí)，剩余奧氏體的成分為共析成分，析出珠光體。5.典型合金結(jié)晶過程分析亞共析鋼在室溫下的顯微組織都是鐵素體+珠光體。但隨著含碳量的增加，組織中鐵素體的數(shù)量減少，珠光體的數(shù)量增加，見圖2.13。圖中白色部分為鐵素體，黑色部分為珠光體。圖2.13亞共析鋼的顯微組織（鐵素體+珠光體）5.典型合金結(jié)晶過程分析合金III

：過共析鋼室溫組織為二次滲碳體和珠光體。相組成物：F+Fe3CII過共析鋼在1點(diǎn)到3點(diǎn)溫度間的結(jié)晶過程與共析鋼相似。當(dāng)冷卻到3點(diǎn)時(shí)，奧氏體中含碳量達(dá)到飽和，開始從奧氏體的晶界處析出網(wǎng)狀Fe3CII；3-4點(diǎn)之間組織為奧氏體和Fe3CII。冷卻到4點(diǎn)時(shí)，剩余奧氏體的成分為共析成分，析出珠光體。5.典型合金結(jié)晶過程分析對組織的影響6.碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)對組織和性能的影響對性能的影響wc<0.9%時(shí)，隨著碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，鋼的強(qiáng)度和硬度直線上升，而塑性和韌性不斷下降。這是由于隨碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，鋼中滲碳體量增多，鐵素體量減少所造成的;當(dāng)鋼的wc>0.9%以后，二次滲碳體沿晶界形成較完整的網(wǎng)，鋼的強(qiáng)度開始明顯下降，硬度仍在增高，塑性和韌性繼續(xù)降低。鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般不超過1.3%。

wc>2.11%的白口鑄鐵，硬度高，塑性和韌性極差，既難以切削加工，又不能用鍛壓方法加工，故機(jī)械工程上很少直接應(yīng)用。6.碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)對組織和性能的影響在選材方面的應(yīng)用

要求塑性、韌性好的各種型材和建筑用鋼，應(yīng)選用碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低的鋼Wc<0.25%;承受沖擊載荷，并要求較高強(qiáng)度、塑性和韌性的機(jī)械零件，應(yīng)選用碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.