铁碳合金的基本组织分析

在铁碳合金中，铁和碳互相结合的方式是：在液态时，铁和碳可以无限互溶；在固态时，碳可以溶于铁中形成固溶体；当碳含量超过固态溶解度时，则出现化合物。此外，还可以形成由固溶体和化合物组成的机械混合物。现将铁碳合金在固态下出现的几种基本组织分述如下。

1.铁素体

碳溶解在α－Fe中形成的固溶体称为铁素体，通常用F（或α）表示。它仍保持α－Fe的体心立方结构。α－Fe溶解碳的能力很小，随温度的不同而不同，在600℃时其溶解度仅为ωC＝0.008%，在727℃时其溶解度最大达ωC＝0.021 8%。

铁素体含碳量很小，与纯铁相似，具有良好的塑性（A＝30%～50%）和韧性，强度和硬度均不高（Rm＝180～280 MPa，50～80 HBW）。在显微镜下观察铁素体为均匀明亮的多边形晶粒。

2.奥氏体

碳溶解在γ－Fe中形成的固溶体称为奥氏体，通常用A（或γ）表示。它仍保持γ－Fe的面心立方结构。γ－Fe溶解碳的能力比α－Fe大，在1 148℃时其溶解度最大达ωC＝2.11%。温度降低时，其溶解度也降低，在727℃时，其溶解度为ωC＝0.77%。

稳定的奥氏体在钢内存在的最低温度为727℃。奥氏体的硬度不是很高（160～220 HBW），塑性很好，是绝大多数钢种在高温进行压力加工时所要求的组织。在显微镜下观察，奥氏体晶粒呈多边形，晶界较铁素体平直。

3.渗碳体(www.xing528.com)

铁与碳形成稳定的化合物称为渗碳体，通常用Fe3 C表示。渗碳体中碳的质量分数为6.69%，渗碳体具有复杂的晶格形式，与铁的晶格截然不同，故其性能与铁素体差别很大。

渗碳体的硬度很高（800 HBW），而塑性极差，几乎为零，是一个硬而脆的组织。渗碳体在钢中与其他组织共存时其形态可能呈片状、网状或粒状等，它在钢中分布形态不同，对力学性能有很大影响。渗碳体在一定条件下可以分解成铁和石墨，这在铸铁中有重要的意义。

4.珠光体

铁素体和渗碳体组成的机械混合物称为珠光体，通常用P表示。由于珠光体是由硬的渗碳体片和软的铁素体片相间组成的混合物，故其力学性能介于渗碳体和铁素体之间，它的强度、硬度较好（Rm＝800 MPa，180 HBW）。

5.莱氏体

莱氏体是由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物，通常用Ld表示。因为奥氏体在727℃时将转变为珠光体，所以在727℃以下时，莱氏体由珠光体和渗碳体组成。为了方便区别，将存在于727℃～1 148℃的莱氏体称为高温莱氏体（Ld），将存在于727℃以下的莱氏体称为变态莱氏体（Ld′）。莱氏体的切学性能和渗碳体相似，硬度很高（700 HBW），塑性极差。