含碳量對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題，是一個十分復雜的問題，一般要從允許的切削速度、切
削力、表面粗糙度等幾個方面進行評價，材料的化學成分、硬度、韌性、導熱性以及金屬
的組織結構和加工硬化程度等對其均有影響。
    鋼的含碳量對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
削加工時產生的切削熱較大，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，硬度和塑性也比較適中，其切削加工性能較好。一般認為，
鋼的硬度大致為240HB 時切削加工性能較好。
    鋼的導熱性對切削加工性能具有很大的影響。具有奧氏體組織的鋼導熱性低，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，能改變形狀而不產生裂紋的性能。鋼的鍛造
性能首先與含碳量有關。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。終
鍛溫度不能過低，以免因溫度過低而使塑性變差，產生裂紋。一般對亞共析鋼終鍛溫度控
制在GS 線以上較近處，對過共析鋼控制在SE 線以上較近處。
    白口鑄鐵無論在低溫或高溫，其組織都是以硬而脆的滲碳體為基體，其鍛造性能很差。
不能通過鍛造進行變形。

3. 鑄造性
金屬的鑄造性包括金屬的流動性、收縮性和偏析傾向等。

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

2) 收縮性
    鑄鐵從澆注溫度至室溫的冷卻過程中，其體積和線尺寸減小的現象稱為收縮性。收縮
是鑄造合金本身的物理性質，使鑄件產生缺陷，如縮孔、縮松、殘余內應力、變形和裂紋。
金屬從澆注溫度冷卻到室溫要經歷3個互相的收縮階段。
① 液態收縮：從澆注溫度到開始凝固(液相線溫度)這一溫度范圍內的收縮為液態收縮。
② 凝固收縮：從凝固開始到凝固終止(固相線溫度)這一溫度范圍內的收縮稱凝固收縮。
③ 固態收縮：從凝固終了到冷卻到室溫這一溫度范圍內的收縮稱為固態收縮。
    液態收縮和凝固收縮表現為合金體積的縮小，其收縮量用體積分數表示，稱為體收縮。
它們是鑄件產生縮孔、疏松缺陷的基本原因。合金的固態收縮雖然也是體積變化，但它只
引起鑄件外部尺寸的變化，其收縮量通常用長度百分數表示，稱為線收縮。它是鑄件產生
內應力、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成分和澆注溫度等。對于化學成分一定的鋼，澆注
溫度越高，則液態收縮越大；當澆注溫度一定時，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，枝晶偏析越嚴重。鑄鐵的成分越靠近共晶點，偏析
越小；相反，越遠離共晶點，則枝晶偏析越嚴重。