㈠ 鐵碳合金的成分與性能
鐵碳合金
鐵碳合金是鋼和鐵的總稱，是工業上應用最廣泛的合金。鐵碳合金是以鐵為基本元素，以碳為主加元素組成的合金。在液態時，鐵和碳可以無限互溶。在固態時，碳溶於鐵中形成固溶體。當含碳量超過碳在鐵中的固態溶解度時，則出現金屬化合物。此外，還可以形成由固溶體和金屬化合物組成的機械混合物。
下面分述鐵碳合金在固態下出現的幾種基本組織。
● 鐵素體
鐵素體是碳溶解在a－Fe中的間隙固溶體，常用符號F表示。它仍保持的體心立方晶格，其溶碳能力很小，常溫下僅能溶解為0.0008％的碳，在727℃時最大的溶碳能力為0.02％。
由於鐵素體含碳量很低，其性能與純鐵相似，塑性、韌性很好，伸長率δ＝45％～50％。強度、硬度較低，σb≈250MPa，而HBS＝80。
● 奧氏體
奧氏體是碳溶解在γ－Fe中的間隙固溶體，常用符號A表示。它仍保持γ－Fe的面心立方晶格。其溶碳能力較大，在727℃時溶碳為ωc＝0.77％,1148℃時可溶碳2.11％。奧氏體是在大於727℃高溫下才能穩定存在的組織。奧氏體塑性好，是絕大多數鋼種在高溫下進行壓力加工時所要求的組織。奧氏體是沒有磁性的。
● 滲碳體
滲碳體是鐵與碳形成的金屬化合物，其化學式為Fe3C。滲碳體的含碳量為ωc＝6.69％，熔點為1227℃。其晶格為復雜的正交晶格，硬度很高HBW＝800，塑性、韌性幾乎為零，脆性很大。
在鐵碳合金中有不同形態的滲碳體，其數量、形態與分布對鐵碳合金的性能有直接影響。
● 珠光體
珠光體是奧氏體發生共析轉變所形成的鐵素體與滲碳體的共析體。其形態為鐵素體薄層和滲碳體薄層交替重疊的層狀復相物，也稱片裝珠光體。用符號P表示，含碳量為ωc＝0.77％。其力學性能介於鐵素體與滲碳體之間，決定於珠光體片層間距，即一層鐵素體與一層滲碳體厚度和的平均值。
● 萊氏體
萊氏體是液態鐵碳合金發生共晶轉變形成的奧氏體和滲碳體所組成的共晶體，其含碳量為ωc＝4.3％。當溫度高於727℃時，萊氏體由奧氏體和滲碳體組成，用符號Ld表示。在低於727℃時，萊氏體是由珠光體和滲碳體組成，用符號Ld』表示，稱為變態萊氏體。因萊氏體的基體是硬而脆的滲碳體，所以硬度高，塑性很差。