大学材料科学基础 第五章铁碳相图(2)
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α % = 0.77 - C × % 100 0.77 组织组成物相对含量： P% = C × % 100 0.77
先
亚共析钢中的P和Fe3C随钢中的含碳量 增加而增加，(先共析)铁素体减少。 0.20%C钢 0.40%C钢 F先 % = (0.77-0.2)/0.77 = 74% F先 % = (0.77-0.4)/0.77 = 48%
1.2% C过共析钢室温下平衡组织
计算1.2%C 过共析钢中Fe3CII和Fe3C的含量。
亚共析钢和过共析钢的固态相变区别：亚共析钢中先 共析相是F，过共析钢中先共析相是Fe3C。
The evolution of the microstructure of hypoeutectoid and hypereutectoid steels during cooling. In relationship to the Fe-Fe3C phase diagram.
（3）过共析钢的平衡凝固和组织
S
当奥氏体冷到ES线温 度时，开始沿着晶界析出 二次渗碳体。随着温度的 下降，奥氏体的含碳量沿 ES 线下降。当合金冷却 到727℃时，剩余奥氏体 的含碳量达到共析浓度， 在恒温下发生共析转变， 形成珠光体。
E
过共析钢室温下平 衡组织由珠光体和沿晶 界析出的网状二次渗碳 体Fe3CII构成。 钢的含 碳量越高，二次渗碳体 所占的比例越大。组成 相仍然为铁素体和渗碳 体两相组成。随钢中含 碳量增加，P含量减少， Fe3CII含量增加。
碳在δ中的最大溶解度 包晶点
K
N P S
727
1394 727 727
6.69
0 0.0218 0.77
渗碳体的成分
纯铁γ↔δ 转变温度 碳在α中的最大溶解度 共析点
（3）三个恒温转变 包晶转变发生在1495℃水平线HJB），反应 式为：
L0.53+δ
0.09
=γ
0.17
含碳量在0.09~0.53%之间的合金冷却到 1495℃时，均要发生包晶反应，形成奥氏体。
按组织组成物标注铁碳相图
铁碳合金分类和室温下组织组成物、组成相与含碳 量之间的关系
课堂练习：室温下铁碳合金组成相和组成相对量的 计算。
相相对量计算：
α% = 6.69 - C × % 100 6.69 Fe3C % = C × % 100 6 .6 9
计算3.5%C铁碳合金中组织组成物和不同类型 渗碳体的相对量。
特性点 T /℃ C% 说 明
A
1538
0
纯铁的熔点
B
C D E F
1495
1148 1227 1148 1148
0.53
4.30 6.67 2.11 6.69
包晶转变时液相成分
共晶点 渗碳体的熔点 碳在γ中的最大溶解度 渗碳体的成分
G
H J
912
1495 1495
0
0.09 0Leabharlann Baidu17
纯铁α↔γ 转变温度
工业用碳钢中含碳量较高(>0.1%)，三次渗 碳体（含量太少）可以忽略不计。
3. 典型铁碳合金的平衡凝固 根据铁碳合金的含碳量的不同，可以分为 工业纯铁、钢和白口铸铁三大类。 工业纯铁：含碳量<0.0218% ；
钢：含碳量0.0218% ~ 2.11% ；
白口铸铁：含碳量2.11% ~ 6.69% 。
本节学习重点： 1 熟记铁碳相图； 2 能够运用相图正确分析铁碳合金在凝固过程 中所发生的组织转变；
3 熟练掌握铁碳合金中各种平衡相和组织组成 物相对含量的计算；
4 掌握铁碳合金成分变化对组织的影响规律和 成分、组织、性能三者之间的关系。
1 铁碳相图
Fe和C能够形成Fe3C, Fe2C 和FeC等多种稳 定化合物。所以，Fe-C相图可以划分成Fe-Fe3C, Fe3C-Fe2C, Fe2C-FeC和FeC-C四个部分。由于这 些化合物是硬脆相，后面三部分相图代表的铁 碳合金实际上没有应用价值（工业上使用的铁 碳合金含碳量不超过5％），因此，实际使用的 铁碳相图是指含碳量在0-6.69wt%的部分。
γ→α → (γ+α)→
(γ→α+Fe3C)→ (α+Fe3C) 室温下组成相：α+Fe3C 组织为：
先共析F和P。
亚共析钢组成相和组织组成物相对含量计算 设钢中含碳量为C%，
6.69 - C × % α% = 100 6.69 组成相相对含量： C × % Fe3C % = 100 6 .6 9
6.69 - C × % α% = 100 6.69 C × % Fe3C % = 100 6 .6 9
不同类型的铁碳合金中组织组成物不同，变化 规律也不同。
序号 1
2 3 4 5
6 7
名称 工业纯铁 亚共析钢 共析钢 过共析钢 亚共晶白口铸铁 共晶白口铸铁 过共晶白口铸铁
C% 组织组成物 <0.0218 F 0.0218 ~ <0.77 F+P 0.77 P 0.77 ~ <2.11 P + Fe3CⅡ 2.11 ~ <4.3 P + Fe3CⅡ +Ld 4.3 Ld 4.3 ~ 6.69 Ld + Fe3CⅠ
室温组织:100%片层状P, 组成相：88% F 和12%Fe3C。
（2）亚共析钢的平衡凝固和组织
亚共析钢的含碳 量在0.0218~ 0.77% 之间，在不同成分 范围内，由液相转 变成固态的A的形式 是不同的，但由固 态下冷却时，转变 形式完全一样，下 面重点分析固态转 变。
亚共析钢的固态相变分析
©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning ™ is a trademark used herein under license.
（4）共晶白口铸铁的平衡凝固和组织
在1148℃时，发生恒温共晶转变： L4.3→γ2.11+Fe3C 转变产物称为莱氏体，Ld。继续冷却， Ld中 的A中不断析出Fe3CII，在727 ℃时，奥氏体发生 共析转变，形成珠光体，莱氏体组织转变成变态 莱氏体，记作 L' d
6 7
共析钢 过共析钢 亚共晶白口铸铁 共晶白口铸铁 过共晶白口铸铁
0.77 0.77 ~ <2.11 2.11 ~ <4.3 4.3 4.3 ~ 6.69
待填
（1）共析钢的平衡凝固和组织
℃
L→γ→(L+γ)→γ→(γ→ P (α+Fe3C))→(α+Fe3C) 6.69 - 0.77 = 88 .8% α 共析转变产物珠光体中： % = 6.69 - 0.0218 0.77 - 0.0218 = 11 .2% Fe3C % = 6.69 - 0.0218
铁碳相图（Fe-Fe3C相图）
碳在铁中可以两种形 式存在：单质（石墨）和 化合物（渗碳体Fe3C）， 所以铁碳合金中组元有铁、 石墨和渗碳体。因此，铁 碳相图有双重形式：FeFe3C和Fe-石墨相图，图中 虚线为Fe-石墨相图。
思考题： 石墨和渗碳体哪个相更稳定？
Fe-Fe3C相图 主要用于钢，而 Fe-石墨相图则主 要用于铸铁的研 究和生产。下面 主要分析讨论FeFe3C相图，
工业纯铁和钢在凝固过程中不发生共晶转 变，只有共析转变，其中含碳量小于0.57%时会 发生包晶转变。白口铸铁在凝固过程中都会发 生共晶转变和共析转变。
根据铁碳合金的含碳量和组织特征， 还 可以将铁碳合金进一步细分为以下七类。
序号 1 2 3 4 5 名称 工业纯铁 亚共析钢 C% <0.0218 0.0218 ~ <0.77 组织特征
共晶白口铸铁在室温时的组织为100%的 变态莱氏体，简称莱氏体，组成相仍为铁素体 和渗碳体两相。
室温下的共晶白口铸铁莱氏体组织
（5）亚共晶白口铸铁的平衡凝固和组织 首先发生匀晶转变， 液相中析出先共晶奥氏体， 然后剩余液相通过恒温共 晶转变成莱氏体，再继续 冷却，奥氏体中析出二次 渗碳体，在共析温度下， 奥氏体转变成珠光体，莱 氏体转变成变态莱氏体。 室温组织为： P+ Fe3CII+
三、 铁碳合金相图
铁碳相图的历史很悠久了，早在1897年， 英国皇家矿业学院教授Roberts Austen 就绘制了 世界上第一张铁碳相图，1900年，荷兰阿姆斯特 丹大学的物理化学教授Roozeboom根据相律对其 做了修订，与我们目前使用的铁碳相图已基本相 同。 铁碳合金是现代工业使用最广泛的合金，即 碳钢。生产中使用的钢铁材料90%是碳钢，10% 是合金钢。铁碳相图是研究铁碳合金的重要工具, 对于钢铁材料的研究和使用, 特别是热加工工艺 的制订都有重要的指导意义。
共晶转变发生在1148℃（水平线ECF）， 反应式为： L4.3 =γ
2.11+Fe3C
共晶转变的产物是奥氏体与渗碳体的机 械混合物，称为莱氏体，用符号Ld表示。凡 是含碳量大于2.11%的铁碳合金冷却到1148℃ 时，都会发生共晶反应，形成莱氏体。
727℃发生共析转变 (eutectoid) （水平线 PSK），反应式为： γ 0.77=α 0.0218+ Fe3C
L'
d
（6）过共晶白口铸铁的平衡凝固和组织
仿照亚共晶白口铸铁做同样的分析，只 不过先共晶相是一次渗碳体而不是先共晶奥氏 体，其余的转变和亚共晶白口铸铁完全相同。 室温下平衡组织为：
L' + Fe3CⅠ
d
室温下平衡相为： α+Fe3C
室温下铁碳合金中平衡相和组织小结： 平衡相（相图中标明）：
F和Fe3C， Fe3C的含量随合金的含碳量增加 而增加，铁素体含量随合金中含碳量增加而 减少，它们都与碳含量呈线性关系：
填空题：铁碳合金中的碳有几种存在形式？
2. Fe-Fe3C相图分析
（1）相区分析
单相区——5个 两相区——7个 三相区——3个
包晶线——水平线HJB(L+δ +γ ) 共晶线——水平线ECF(L+γ +Fe3C) 共析线——水平线PSK(γ +α + Fe3C)
（2）相图中主要特性点的温度、成分及其意义
共析转变的产物是铁 素体与渗碳体的机械混合 物，称为珠光体，用字母 P (pearlite)表示。含碳量 大于0.0218%的铁碳合金， 冷却至727℃ 时，其中的 奥氏体必将发生共析转变， 形成珠光体 。
（4）三条重要的固态转变线
GS线：冷却过程中，奥氏体向铁素体转变的开 始线；或者说是加热过程中，铁素体向奥氏体 转变的终了线。 在热处理中也称A3线。
ES线：碳在奥氏体中的溶解度曲线。或者说是 渗碳体从A中析出或是全部溶入奥氏体的转变线， 从奥氏体中析出渗碳体，称为二次渗碳体 (Fe3CII)。 热处理中ES线也称为Acm线。
PQ线：碳在铁素体中的溶解度曲线。727℃时铁 素体中溶解的碳最多(0.0218%)， 600℃时为 0.008%，而在200℃仅可以溶解7×10-7%C。所 以铁碳合金由727℃冷却到室温的过程中，铁素 体中会有渗碳体析出，这种渗碳体称为三次渗碳 体(Fe3CIII)。所以该曲线也可看成是渗碳体从F中 开始析出或全部溶入的转变线。
Fe-Fe3C相图
1 铁碳合金中的组元和平衡相 (1)纯铁
纯铁的熔点是1538℃，固态下有同素异构转变：
912℃以下：为bcc晶体结构，称α铁；
912℃ - 1394℃ ：为fcc晶体结构， 称γ铁；
1394℃ - 1538℃： 为bcc晶体结构，称δ铁。
770℃有铁磁转变。
同素异构转变：同一元素在不同温度下具有不 同晶体结构的现象。
课堂讨论：
深入理解组织组成物和组成相的概念：
铁碳合金中有几种渗碳体：从组织和相 的角度解释它们的意义。
虽然在相图上没有标出组织组成 物，但用组织变化来分析铁塔合金的凝 固过程和讨论铁碳合金性能的变化却比 用成分或相更方便，因此在实际工作中 为方便起见也可以用组织组成物来标注 铁碳相图，见图4-56。
（2）碳在铁中的固溶体 铁素体：碳在α铁中的间隙固溶体，用α 或F (ferrite) 表示。碳在δ铁中的间隙固溶体 也称高温铁素体，用δ表示。 奥氏体：碳在γ铁中 的间隙固溶体，用γ或A (austenite) 表示。
工业纯铁的显微组织
奥氏体的显微组织
（3）渗碳体(Fe3C，cementite) 渗碳体是铁和碳形成 的化合物，具有复杂的晶 体结构，熔点为1227℃。 渗碳体硬度极高，塑性几 乎等于0，是硬脆相。是 钢中的主要强化相。在一 定条件下，渗碳体可以分 解而形成石墨状的自由碳： Fe3C→3Fe + C(石墨)。这 一过程对于铸铁和具有重 要意义。
先
亚共析钢中的P和Fe3C随钢中的含碳量 增加而增加，(先共析)铁素体减少。 0.20%C钢 0.40%C钢 F先 % = (0.77-0.2)/0.77 = 74% F先 % = (0.77-0.4)/0.77 = 48%
1.2% C过共析钢室温下平衡组织
计算1.2%C 过共析钢中Fe3CII和Fe3C的含量。
亚共析钢和过共析钢的固态相变区别：亚共析钢中先 共析相是F，过共析钢中先共析相是Fe3C。
The evolution of the microstructure of hypoeutectoid and hypereutectoid steels during cooling. In relationship to the Fe-Fe3C phase diagram.
（3）过共析钢的平衡凝固和组织
S
当奥氏体冷到ES线温 度时，开始沿着晶界析出 二次渗碳体。随着温度的 下降，奥氏体的含碳量沿 ES 线下降。当合金冷却 到727℃时，剩余奥氏体 的含碳量达到共析浓度， 在恒温下发生共析转变， 形成珠光体。
E
过共析钢室温下平 衡组织由珠光体和沿晶 界析出的网状二次渗碳 体Fe3CII构成。 钢的含 碳量越高，二次渗碳体 所占的比例越大。组成 相仍然为铁素体和渗碳 体两相组成。随钢中含 碳量增加，P含量减少， Fe3CII含量增加。
碳在δ中的最大溶解度 包晶点
K
N P S
727
1394 727 727
6.69
0 0.0218 0.77
渗碳体的成分
纯铁γ↔δ 转变温度 碳在α中的最大溶解度 共析点
（3）三个恒温转变 包晶转变发生在1495℃水平线HJB），反应 式为：
L0.53+δ
0.09
=γ
0.17
含碳量在0.09~0.53%之间的合金冷却到 1495℃时，均要发生包晶反应，形成奥氏体。
按组织组成物标注铁碳相图
铁碳合金分类和室温下组织组成物、组成相与含碳 量之间的关系
课堂练习：室温下铁碳合金组成相和组成相对量的 计算。
相相对量计算：
α% = 6.69 - C × % 100 6.69 Fe3C % = C × % 100 6 .6 9
计算3.5%C铁碳合金中组织组成物和不同类型 渗碳体的相对量。
特性点 T /℃ C% 说 明
A
1538
0
纯铁的熔点
B
C D E F
1495
1148 1227 1148 1148
0.53
4.30 6.67 2.11 6.69
包晶转变时液相成分
共晶点 渗碳体的熔点 碳在γ中的最大溶解度 渗碳体的成分
G
H J
912
1495 1495
0
0.09 0Leabharlann Baidu17
纯铁α↔γ 转变温度
工业用碳钢中含碳量较高(>0.1%)，三次渗 碳体（含量太少）可以忽略不计。
3. 典型铁碳合金的平衡凝固 根据铁碳合金的含碳量的不同，可以分为 工业纯铁、钢和白口铸铁三大类。 工业纯铁：含碳量<0.0218% ；
钢：含碳量0.0218% ~ 2.11% ；
白口铸铁：含碳量2.11% ~ 6.69% 。
本节学习重点： 1 熟记铁碳相图； 2 能够运用相图正确分析铁碳合金在凝固过程 中所发生的组织转变；
3 熟练掌握铁碳合金中各种平衡相和组织组成 物相对含量的计算；
4 掌握铁碳合金成分变化对组织的影响规律和 成分、组织、性能三者之间的关系。
1 铁碳相图
Fe和C能够形成Fe3C, Fe2C 和FeC等多种稳 定化合物。所以，Fe-C相图可以划分成Fe-Fe3C, Fe3C-Fe2C, Fe2C-FeC和FeC-C四个部分。由于这 些化合物是硬脆相，后面三部分相图代表的铁 碳合金实际上没有应用价值（工业上使用的铁 碳合金含碳量不超过5％），因此，实际使用的 铁碳相图是指含碳量在0-6.69wt%的部分。
γ→α → (γ+α)→
(γ→α+Fe3C)→ (α+Fe3C) 室温下组成相：α+Fe3C 组织为：
先共析F和P。
亚共析钢组成相和组织组成物相对含量计算 设钢中含碳量为C%，
6.69 - C × % α% = 100 6.69 组成相相对含量： C × % Fe3C % = 100 6 .6 9
6.69 - C × % α% = 100 6.69 C × % Fe3C % = 100 6 .6 9
不同类型的铁碳合金中组织组成物不同，变化 规律也不同。
序号 1
2 3 4 5
6 7
名称 工业纯铁 亚共析钢 共析钢 过共析钢 亚共晶白口铸铁 共晶白口铸铁 过共晶白口铸铁
C% 组织组成物 <0.0218 F 0.0218 ~ <0.77 F+P 0.77 P 0.77 ~ <2.11 P + Fe3CⅡ 2.11 ~ <4.3 P + Fe3CⅡ +Ld 4.3 Ld 4.3 ~ 6.69 Ld + Fe3CⅠ
室温组织:100%片层状P, 组成相：88% F 和12%Fe3C。
（2）亚共析钢的平衡凝固和组织
亚共析钢的含碳 量在0.0218~ 0.77% 之间，在不同成分 范围内，由液相转 变成固态的A的形式 是不同的，但由固 态下冷却时，转变 形式完全一样，下 面重点分析固态转 变。
亚共析钢的固态相变分析
©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning ™ is a trademark used herein under license.
（4）共晶白口铸铁的平衡凝固和组织
在1148℃时，发生恒温共晶转变： L4.3→γ2.11+Fe3C 转变产物称为莱氏体，Ld。继续冷却， Ld中 的A中不断析出Fe3CII，在727 ℃时，奥氏体发生 共析转变，形成珠光体，莱氏体组织转变成变态 莱氏体，记作 L' d
6 7
共析钢 过共析钢 亚共晶白口铸铁 共晶白口铸铁 过共晶白口铸铁
0.77 0.77 ~ <2.11 2.11 ~ <4.3 4.3 4.3 ~ 6.69
待填
（1）共析钢的平衡凝固和组织
℃
L→γ→(L+γ)→γ→(γ→ P (α+Fe3C))→(α+Fe3C) 6.69 - 0.77 = 88 .8% α 共析转变产物珠光体中： % = 6.69 - 0.0218 0.77 - 0.0218 = 11 .2% Fe3C % = 6.69 - 0.0218
铁碳相图（Fe-Fe3C相图）
碳在铁中可以两种形 式存在：单质（石墨）和 化合物（渗碳体Fe3C）， 所以铁碳合金中组元有铁、 石墨和渗碳体。因此，铁 碳相图有双重形式：FeFe3C和Fe-石墨相图，图中 虚线为Fe-石墨相图。
思考题： 石墨和渗碳体哪个相更稳定？
Fe-Fe3C相图 主要用于钢，而 Fe-石墨相图则主 要用于铸铁的研 究和生产。下面 主要分析讨论FeFe3C相图，
工业纯铁和钢在凝固过程中不发生共晶转 变，只有共析转变，其中含碳量小于0.57%时会 发生包晶转变。白口铸铁在凝固过程中都会发 生共晶转变和共析转变。
根据铁碳合金的含碳量和组织特征， 还 可以将铁碳合金进一步细分为以下七类。
序号 1 2 3 4 5 名称 工业纯铁 亚共析钢 C% <0.0218 0.0218 ~ <0.77 组织特征
共晶白口铸铁在室温时的组织为100%的 变态莱氏体，简称莱氏体，组成相仍为铁素体 和渗碳体两相。
室温下的共晶白口铸铁莱氏体组织
（5）亚共晶白口铸铁的平衡凝固和组织 首先发生匀晶转变， 液相中析出先共晶奥氏体， 然后剩余液相通过恒温共 晶转变成莱氏体，再继续 冷却，奥氏体中析出二次 渗碳体，在共析温度下， 奥氏体转变成珠光体，莱 氏体转变成变态莱氏体。 室温组织为： P+ Fe3CII+
三、 铁碳合金相图
铁碳相图的历史很悠久了，早在1897年， 英国皇家矿业学院教授Roberts Austen 就绘制了 世界上第一张铁碳相图，1900年，荷兰阿姆斯特 丹大学的物理化学教授Roozeboom根据相律对其 做了修订，与我们目前使用的铁碳相图已基本相 同。 铁碳合金是现代工业使用最广泛的合金，即 碳钢。生产中使用的钢铁材料90%是碳钢，10% 是合金钢。铁碳相图是研究铁碳合金的重要工具, 对于钢铁材料的研究和使用, 特别是热加工工艺 的制订都有重要的指导意义。
共晶转变发生在1148℃（水平线ECF）， 反应式为： L4.3 =γ
2.11+Fe3C
共晶转变的产物是奥氏体与渗碳体的机 械混合物，称为莱氏体，用符号Ld表示。凡 是含碳量大于2.11%的铁碳合金冷却到1148℃ 时，都会发生共晶反应，形成莱氏体。
727℃发生共析转变 (eutectoid) （水平线 PSK），反应式为： γ 0.77=α 0.0218+ Fe3C
L'
d
（6）过共晶白口铸铁的平衡凝固和组织
仿照亚共晶白口铸铁做同样的分析，只 不过先共晶相是一次渗碳体而不是先共晶奥氏 体，其余的转变和亚共晶白口铸铁完全相同。 室温下平衡组织为：
L' + Fe3CⅠ
d
室温下平衡相为： α+Fe3C
室温下铁碳合金中平衡相和组织小结： 平衡相（相图中标明）：
F和Fe3C， Fe3C的含量随合金的含碳量增加 而增加，铁素体含量随合金中含碳量增加而 减少，它们都与碳含量呈线性关系：
填空题：铁碳合金中的碳有几种存在形式？
2. Fe-Fe3C相图分析
（1）相区分析
单相区——5个 两相区——7个 三相区——3个
包晶线——水平线HJB(L+δ +γ ) 共晶线——水平线ECF(L+γ +Fe3C) 共析线——水平线PSK(γ +α + Fe3C)
（2）相图中主要特性点的温度、成分及其意义
共析转变的产物是铁 素体与渗碳体的机械混合 物，称为珠光体，用字母 P (pearlite)表示。含碳量 大于0.0218%的铁碳合金， 冷却至727℃ 时，其中的 奥氏体必将发生共析转变， 形成珠光体 。
（4）三条重要的固态转变线
GS线：冷却过程中，奥氏体向铁素体转变的开 始线；或者说是加热过程中，铁素体向奥氏体 转变的终了线。 在热处理中也称A3线。
ES线：碳在奥氏体中的溶解度曲线。或者说是 渗碳体从A中析出或是全部溶入奥氏体的转变线， 从奥氏体中析出渗碳体，称为二次渗碳体 (Fe3CII)。 热处理中ES线也称为Acm线。
PQ线：碳在铁素体中的溶解度曲线。727℃时铁 素体中溶解的碳最多(0.0218%)， 600℃时为 0.008%，而在200℃仅可以溶解7×10-7%C。所 以铁碳合金由727℃冷却到室温的过程中，铁素 体中会有渗碳体析出，这种渗碳体称为三次渗碳 体(Fe3CIII)。所以该曲线也可看成是渗碳体从F中 开始析出或全部溶入的转变线。
Fe-Fe3C相图
1 铁碳合金中的组元和平衡相 (1)纯铁
纯铁的熔点是1538℃，固态下有同素异构转变：
912℃以下：为bcc晶体结构，称α铁；
912℃ - 1394℃ ：为fcc晶体结构， 称γ铁；
1394℃ - 1538℃： 为bcc晶体结构，称δ铁。
770℃有铁磁转变。
同素异构转变：同一元素在不同温度下具有不 同晶体结构的现象。
课堂讨论：
深入理解组织组成物和组成相的概念：
铁碳合金中有几种渗碳体：从组织和相 的角度解释它们的意义。
虽然在相图上没有标出组织组成 物，但用组织变化来分析铁塔合金的凝 固过程和讨论铁碳合金性能的变化却比 用成分或相更方便，因此在实际工作中 为方便起见也可以用组织组成物来标注 铁碳相图，见图4-56。
（2）碳在铁中的固溶体 铁素体：碳在α铁中的间隙固溶体，用α 或F (ferrite) 表示。碳在δ铁中的间隙固溶体 也称高温铁素体，用δ表示。 奥氏体：碳在γ铁中 的间隙固溶体，用γ或A (austenite) 表示。
工业纯铁的显微组织
奥氏体的显微组织
（3）渗碳体(Fe3C，cementite) 渗碳体是铁和碳形成 的化合物，具有复杂的晶 体结构，熔点为1227℃。 渗碳体硬度极高，塑性几 乎等于0，是硬脆相。是 钢中的主要强化相。在一 定条件下，渗碳体可以分 解而形成石墨状的自由碳： Fe3C→3Fe + C(石墨)。这 一过程对于铸铁和具有重 要意义。