铁碳合金的基本组织探析

铁碳合金中含有质量分数为0.10%～0.20%的杂质称之为工业纯铁，工业纯铁虽然塑性、导磁性能良好，但强度不高，不适宜制作结构零件。为了提高纯铁的强度、硬度，常在纯铁中加入少量碳元素，由于铁和碳的交互作用，可形成下列5种基本组织:铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体。

1.铁素体

碳溶于α－Fe中所形成的间隙固溶体称为铁素体，用符号F表示，它仍保持α－Fe的体心立方晶格结构。因其晶格间隙较小，所以溶碳能力很差，在727℃时最大wC仅为0.0218%，室温时降至0.0008%。

铁素体由于溶碳量小，力学性能与纯铁相似，即塑性和冲击韧度较好，而强度、硬度较低。

2.奥氏体

碳溶于γ－Fe中所形成的间隙固溶体称为奥氏体，用符号A表示，它保持γ－Fe的面心立方晶格结构。由于其晶格间隙较大，所以溶碳能力比铁素体强，在727℃时wC为0.77%，1148℃时wC达到2.11%。

奥氏体的强度、硬度较低，但具有良好的塑性，是绝大多数钢高温进行压力加工的理想组织。

3.渗碳体(www.xing528.com)

渗碳体是铁和碳组成的具有复杂斜方结构的间隙化合物，用化学式Fe3C表示。渗碳体中的碳的质量分数为6.69%，硬度很高(800HBW)，塑性和韧性几乎为零。主要作为铁碳合金中的强化相存在。

4.珠光体

珠光体是铁素体和渗碳体组成的机械混合物，用符号P表示。在缓慢冷却条件下，珠光体中wC为0.77%，力学性能介于铁素体和渗碳体之间，即综合性能良好。

5.莱氏体

莱氏体是wC为4.3%的合金，缓慢冷却到1148℃时从液相中同时结晶出奥氏体和渗碳体的共晶组织，用符号Ld表示。冷却到727℃时，奥氏体将转变为珠光体，所以室温下莱氏体由珠光体和渗碳体组成，称为变态莱氏体，用符号Ld′表示。

莱氏体中由于大量渗碳体存在，其性能与渗碳体相似，即硬度高，塑性差。由基本相所形成的铁碳合金的基本组织特点可归纳为表3－1。

表3－1　铁碳合金中的基本组织