工程材料/鐵碳合金
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鐵碳合金就是基本組員為鐵和碳的合金，它是工業上應用最為廣泛的合金。
普通的碳鋼和鑄鐵都屬於鐵碳合金，合金鋼和合金鑄鐵實鑄鐵都屬於鐵碳合金，合金鋼和合金鑄鐵實際上都是加入合金元素的鐵碳合金。
鐵碳合金的基本相包括，鐵素體、奧氏體和滲碳體Fe3C。
鐵素體
[編輯]純鐵在912°C以下為具有體心立方晶格的α-Fe 。碳溶於α-Fe中形成的間隙固溶體稱為鐵素體，常用符號F或α表示。
由於體心立方的間隙小，因此碳在α-Fe中的溶解度很小，在727°C時為0.0218%，在20°C時僅為0.0008% 。
鐵素體的力學性能特點是，強度、硬度較低，但塑性、韌性較好。
奧氏體
[編輯]純鐵在912°C~1394°C之間為面心立方晶格的γ-Fe，碳溶於γ-Fe中形成的間隙型固溶體成為奧氏體，常用符號A或γ表示。
由於γ-Fe的面心立方晶格中的間隙相對較大，所以碳在γ-Fe中的溶解度較大。1148°C時的最大溶解度為2.11％，在727°C的溶解度為0.77 ％。
奧氏體具有較低的硬度、良好的塑性和較低的變形抗力，適用於壓力加工
滲碳體
[編輯]滲碳體是鐵和碳形成的共價鍵結合的金屬化合物，具有不同於鐵或碳的複雜晶體結構。滲碳體的分子式為Fe3C，其含碳量為6.69％。
滲碳體的強度低，硬度卻非常高，塑性幾乎為零，熔點為1227°C。
滲碳體是碳鋼中的強化相，它的形狀、大小、數量和分佈對鋼的性能影響較大。
滲碳體是是一種亞穩相，在一定條件下分解形成石墨。
鐵碳合金在常溫下的相主要有鐵素體和滲碳體。由於碳在α-Fe中的溶解度很小，所以常溫下，碳主要以滲碳體的形式存在鐵碳合金中。又由於滲碳體是亞穩相，當鐵碳合金中的碳含量較大時（如鑄鐵中），將易於析出鐵素體和石墨。