铁碳合金的晶体组织-建筑材料（第7版）

铁碳合金晶体分为固溶体、化合物和机械混合物三种形态。

（1）固溶体。

在α-Fe或γ-Fe晶格内溶解有C或其他元素的晶体，称为固溶体。分为间隙固溶体和置换固溶体两种。

间隙固溶体是在纯铁晶格的间隙中溶有一些C、N、B等半径小的非金属原子。这些原子的嵌入造成纯铁晶格畸变，使钢材强度增加，塑性和韧性下降。

置换固溶体是纯铁晶格中有一些Fe原子被Mn、Cr、Si、Al、Ni等金属原子置换。它使纯铁晶格发生畸变，钢材强度增强。当α-Fe中固溶Mn时，韧性下降；固溶Si时，塑性降低；而固溶Ni时，韧性有所改善。

普通钢铁中主要是C在α-Fe或γ-Fe中形成的固溶体。它们分别称为铁素体和奥氏体。

1）铁素体。其C的溶解度约为0.02%。铁素体强度和硬度低，塑性好，伸长率大（约50%）。

2）奥氏体。其C的溶解度随温度而变。当温度为1130℃时，溶解度达2.0%。奥氏体是强度、塑性和韧性都很高的组织。(www.xing528.com)

（2）化合物。

钢材中的化合物主要是Fe3C，称为渗碳体。渗碳体含C量达6.67%，其晶体结构复杂，性质硬而脆，是碳钢中的主要强化组分。在较高温度下长时间保温，渗碳体会发生分解而析出石墨。

（3）机械混合物。

钢铁中以机械混合物形式存在的晶体组织有珠光体和莱氏体两种。

1）珠光体。它是铁素体和渗碳体的混合物。其含C为0.8%。通常为层状结构，即在铁素体内分布着片状渗碳体。珠光体的性能介于铁素体和渗碳体之间。当在较低温度下形成珠光体时，其渗碳体层片厚度较薄，铁素体与渗碳体间的界面增多，使钢的强度、硬度提高，同时钢的塑性也较好。

在对钢材作退火热处理时，由于加热温度不太高，在奥氏体内仍残留有渗碳体质点，在逐渐冷却时，渗碳体可依这些质点而析出，形成粒状珠光体。粒状珠光体中铁素体为连续相，相界面也较少，故其硬度低、塑性好。

2）莱氏体。当温度高于723℃时，莱氏体是奥氏体与渗碳体的机械混合物，当温度低于723℃时，莱氏体是以渗碳体为基体的珠光体和渗碳体的机械混合物。莱氏体含C为4.3%。莱氏体的性能介于珠光体和渗碳体之间。