ωc0.0218% 为 工 业 纯 铁 ； ωc2.11％为铸铁； 0.0218%ωc2.11 ％的为碳钢。 按 Fe-Fe3C 系结 晶 的 铸 铁 ， 断 口呈白亮色，称为白口铸铁。 按 Fe-C 系结晶的铸铁，断口呈 灰色，称灰口铸铁。 钢的共同点：在高温下都可以 进入奥氏体单相区， 铸铁的共同点：都含有共晶体。

  弱铁磁性（＜230℃ ），理论熔点1227℃。 介稳定化合物，分解：Fe3C→3FeC（石墨碳）。 石墨：六方晶系；化学键：σ键π键 C从Fe中析出时，通常以Fe3C的形式存在，而非石墨 ，因为形成前者碳原子扩散距离短。

       实线C 介稳定系相图 虚线：Fe-C（石墨） 稳定系相图 图中各特性点的符号 是国际通用的，不能 随意更换。

  钢液的流动性随含碳量的 提高而提高。 铸铁流动性总是比钢好。 共晶成分的铸铁因其结晶 温度最低，同时又是在恒 温下凝固，结晶的温度间 隔为零，所以流动性最好。 适合铸造： 2.11% ～ 4.3% ， 流动性好。 适 合 热 处 理 ： 0.02182.11%，有固态相变。

   所有的亚共析钢室温组织都是由铁素体和珠光体 组成，其差别仅是铁素体与珠光体的相对量不同， Wc越高，珠光体越多，铁素体越少。

   转变产物是γ相和Fe3C的机械混合物，称为莱氏体（ Ld）。其中Fe3C称为共晶渗碳体。

   莱氏体：是铁碳合金冷却到 1148℃时共晶转变的产物，是 介稳相。由奥氏体和渗碳体组成的机械混合物。存在于 1148℃~727℃之间的莱氏体称为高温莱氏体，用符号“Ld” 表示；存在于727℃以下的莱氏体称为变态莱氏体或称低温 莱氏体，用符号“Ldˊ”表示，组织由渗碳体和珠光体组成。

  锻造 铸造组织经过锻造方法热加工变形后使原来的粗大枝晶和柱 状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织，使钢锭 内原有的偏析、疏松、气孔等压实和焊合，其组织变得更 紧密，提高了金属的塑性和力学性能。 钢的可锻性首先与含碳量有关，低碳钢的可锻性较好，随着 含碳量的增加。可锻性逐渐变差。（C%2.11%） 一般要把钢材加热到始锻温度（固相线℃）下，在奥氏体区进行锻造。

  随着含碳量增加时，渗碳体不仅数量增加，形态和分布也发生 了很大变化。（渗碳体分布在P内——网状分布在γ晶界上—— 形成莱氏体时，渗碳体则成了基体 。）

  硬度 WC增加，硬度增加； 强度 WC1% 时， WC 增加，强度提高， 在晶界上析出的二次渗碳体 一般还未形成连续网状。 WC1% 时， WC 增加，强度降低； 塑性、韧性 WC增加，塑性、韧性下降； 为了能够更好的保证工业用钢有充足 的强度和塑性、韧性，碳素 钢的含碳量一般不超过 1.4% 。

   片状、网状沿晶界析出 的渗碳体。  或粗大铁素体中出现点 状渗碳体。

   碳含量小于2.11%的合金在冷却的历程中，都可在一个温度区 间得到单相的奥氏体。

   对于铁碳合金来说，由于包晶反应温度高，碳原子的扩散较 快，所以包晶偏析并不严重。但对于高合金钢来说，合金元 素的扩散较慢，就会造成严重的包晶偏析。  包晶偏析造成钢凝固剩余有 δ 相，其与 γ 相致密度不同会造成 巨大的组织应力，使铸坯出现热裂纹，尤其对连铸坯，这种 包晶钢的热裂纹仍是一个需要克服的难题。

   α从727℃冷却下来时，将析出渗碳体，称为三次渗碳体Fe3CⅢ  770℃线℃水平线为渗碳体的磁性转变温度。

   奥氏体性能：相对于铁素体具有一定的强度和硬度，塑性 和韧性也好。 （σb=400 MPa，170~220HBS），塑性和 韧性也好（δ=40%~50%）。具有顺磁性，可作为无磁钢。

   无磁钢：没有铁磁性从而不能被磁化的稳定奥氏体钢。Fe-MnAl-C系列奥氏体，其电磁性能 ( 磁导率)，组织稳定，力学性能 优良，磁导率低而电阻率高，在磁场中的涡流损耗极小。  无磁钢的用途：  （1）石油钻井无线随钻侧斜系统 (MWD)：是在油田钻井过程 中的专业定向仪器。通常用于定向井，而定向井需要测斜度及 方位的，测斜时仪器在无磁钻具内部可以免受外界磁场的影响 从而保证结果的准确性。  （ 2）高压电器和大中型变压器油箱内壁、铁芯拉板、线圈夹 件、螺栓、套管、法兰盘等漏磁场中的结构件；  （ 3）起重电磁铁吸盘、磁选设备筒体、选箱以及除铁器、选 矿设备等；

  绑轧物件一般用铁丝（镀锌低碳钢丝），而起重机吊重物却 用钢丝绳（用 60、65、70、75 等钢制成）

   绑轧物件的性能要求有很好的韧性，因此选 用低碳钢有很好的塑韧性，镀锌低碳钢丝；  而起重机吊重物用钢丝绳除要求有一定的强 度，还要有很高的弹性极限，而60、65、70、 75钢有高的强度。这样在吊重物时不会断裂。

   随着钢中碳含量的增加，钢中的渗碳体增多，硬度也 随之升高，基本上呈直线％以前，强度也是呈直线％以后，随碳量的继续增加，组织中将会出现网状 渗碳体，致使强度很快下降。在Wc＝0.8％时，组织全 为珠光体，所以T8强度最高。  含碳量少，铁素体多，塑性好，所以塑性直线下降。  综上所述， T12 钢的硬度最高， 45 钢的硬度最低； T12 的塑性最差， 45 钢塑性最好； T8 钢均居中，而 T8 钢的 强度最高。

   塑性、韧性高的材料，选用铁素体低碳钢 （Wc0.25%）  强度、塑性和韧性等均好的材料，应选用组织为铁 素体和珠光体的中碳钢（0.25%Wc0.6%）  硬度、耐磨性好的材料，应选用组织为珠光体或珠 光体和二次渗碳体的高碳钢（ 1.3%Wc0.6%）  形状复杂的及其底座和箱体等零件，可选用熔点低、 流动性号的铸铁材料，成分为共晶或接近于共晶。

   铁素体：是碳溶于α-Fe中的间隙固溶体，用符号“α”（或F） 表示，呈体心立方晶格，碳在α-Fe中溶解度极小，在727℃ 时达到最大溶解度 0.0218% 。铁素体的显微组织为多边形晶 粒。

   珠光体性能：力学性能介于铁素体与渗碳体之间，强度较 高，硬度适中，塑性和韧性较好。

   重要固态转变线  GS 线 线，冷却 时，γ析出α的开始线，或加热 时α全部溶入γ的终了线。

  。常称 Acm 线。当温度不高于此 线C 、即二次渗 碳体 Fe3CⅡ， 从液相中经 CD 线CⅠ 。

   莱氏体性能：莱氏体的力学性能与渗碳体相似，硬度很高， 塑性极差，几乎为零。

   转变产物为珠光体，用符号 P表示。组织中的Fe3C称为共 析渗碳体。

   珠光体：珠光体是奥氏体冷却时，在727℃发生共析转变的 产物，由铁素体和渗碳体组成的机械混合物，用符号“ P” 表示。显微组织为由铁素体片与渗碳体片交替排列的片状 组织。

   双相不锈钢 (DSS，Duplex Stainless Steel)：是指不 锈钢中既有奥氏体又有铁素体组织架构的钢种，习惯 称 αγ 双 相 不 锈 钢 或 双 相 不 锈 钢 。 Cr 含 量 在 18%~28%，Ni含量在3%~10%。  该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点。其中双相 不锈钢的耐孔蚀性能、抵抗腐蚀能力能优于超低碳合金钢 （316L）  与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶 间腐蚀性能和焊接性能均明显提高，导热系数高，具 有超塑性等特点。  与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化 物应力腐蚀有明显提高。具有优良的耐孔蚀性能。  大多数都用在海水淡化。

  室温平衡组织 铁素体；或铁素体三次渗碳体 先共析铁素体珠光体 珠光体 先共析二次渗碳体珠光体 珠光体二次渗碳体莱氏体 莱氏体 一次渗碳体莱氏体

   渗碳体 ( 中间相 - 尺寸因素化合物 - 间隙化合物 ) ： 当铁碳合金中碳含量超过它在铁中的溶解度限度 时，多余的碳主要和铁形成的一种具有复杂晶格 的金属化合物 Fe3C。是它的碳质量分数 Wc=6.69 ％。

   渗碳体性能：其力学性能特点是硬度高(约 800HBW)，脆性大，塑性几乎为零。

   奥氏体：是碳溶于γ-Fe中的间隙固溶体，用符号“γ”（或 A）表示，呈面心立方晶格。碳在γ-Fe中的溶解度要比在 α-Fe中大，在727℃时为0.77%，在1148℃时溶解度最大， 可达2.11%。奥氏体是一种高温组织，稳定存在的温度范围 为727~1394℃，显微组织为多边形晶粒。