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钢铁家族中各种组织形貌生长特点及性能现代材料可以分为四大类-—金属、高分子、陶瓷和复合材料。
尽管目前高分子材料飞速发展，但金属材料中的钢铁仍是目前工程技术中使用最广泛、最重要的材料，那么到底是什么因素决定了钢铁材料的霸主地位呢。
下面就为大家详细介绍吧。
钢铁由铁矿石提炼而成,来源丰富，价格低廉。
钢铁又称为铁碳合金，是铁(Fe）与碳(C)、硅(Si）、锰（Mn）、磷(P)、硫（S)以及其他少量元素(Cr、V等）所组成的合金.通过调节钢铁中各种元素的含量和热处理工艺（四把火:淬火、退火、回火、正火）,可以获得各种各样的金相组织，从而使钢铁具有不同的物理性能。
将钢材取样,经过打磨、抛光，最后用特定的腐蚀剂腐蚀显示后,在金相显微镜下观察到的组织称为钢铁的金相组织。
钢铁材料的秘密便隐藏在这些组织结构中。
C系中，可配制多种成分不同的铁碳合金,他们在不同温度下的平衡组织各不相在Fe—Fe3同，但由几个基本相（铁素体F、奥氏体A和渗碳体FeC）组成。
这些基本相以机械混合物的形3式结合，形成了钢铁中丰富多彩的金相组织结构.常见的金相组织有下列八种：一、铁素体碳溶于α-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为铁素体，属bcc结构，呈等轴多边形晶粒分布，用符号F表示.其组织和性能与纯铁相似,具有良好的塑性和韧性，而强度与硬度较低(30-100 HB）。
在合金钢中，则是碳和合金元素在α-Fe中的固溶体.碳在α-Fe中的溶解量很低，在AC1温度,碳的最大溶解量为0.0218％，但随温度下降的溶解度则降至0。
0084％，因而在缓冷条件下铁素体晶界处会出现三次渗碳体.随钢铁中碳含量增加，铁素体量相对减少,珠光体量增加，此时铁素体则是网络状和月牙状。
二、奥氏体碳溶于γ-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为奥氏体，具有面心立方结构，为高温相，用符号A表示。
奥氏体在1148℃有最大溶解度2。
11%C，727℃时可固溶0。
77％C;强度和硬度比铁素体高，塑性和韧性良好，并且无磁性，具体力学性能与含碳量和晶粒大小有关，一般为170~220 HBS、 =40~50％.TRIP钢（变塑钢）即是基于奥氏体塑性、柔韧性良好的基础开发的钢材，利用残余奥氏体的应变诱发相变及相变诱发塑性提高了钢板的塑性,并改善了钢板的成形性能。
钢铁金相组织名称、定义及其特征碳与合金元素溶解在γ-Fe晶界比较直，呈规则多边形；淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体针间的空隙处。
中的固溶体，仍保持γ-Fe的面心立方晶格。
碳与合金元素溶解在a-Fe亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状，晶界比较圆滑，当碳含量接近共析成分时，铁素体中的固溶体。
沿晶粒边界析出。
碳与铁形成的一种化合物。
在液态铁碳合金中，首先单独结晶的渗碳体（一次渗碳体）为块状，角不尖锐，共晶渗碳体呈骨骼状。
过共析钢冷却时沿Acm线析出的碳化物（二次渗碳体）呈网结状，共析渗碳体呈片状。
铁碳合金冷却到Ar以下时，由铁素体中析出渗碳体（三次渗碳体），在二次渗碳体上1或晶界处呈不连续薄片状。
铁碳合金中共析反应所形珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。
过冷度越大，所形成的珠光体片间成的铁素体与渗碳体的机距离越小。
械混合物。
在A~650?形成的珠光体片层较厚，在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行1的宽条铁素体和细条渗碳体，称为粗珠光体、片状珠光体，简称珠光体。
在650~600?形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线，只有放大1000倍才能分辨的片层，称为索氏体。
在600~550?形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，不能分辨珠光体片层，仅看到黑色的球团状组织，只有用电子显微镜放大10000倍才能分辨的片层称为屈氏体。
过饱和针状铁素体和渗碳过冷奥氏体在中温（约350~550?）的相变产物，其典型形态是一束大致平行位向差o体的混合物，渗碳体在铁素为6~8铁素体板条，并在各板条间分布着沿板条长轴方向排列的碳化物短棒或小片；体针间。
典型上贝氏体呈羽毛状，晶界为对称轴，由于方位不同，羽毛可对称或不对称，铁素体羽毛可呈针状、点状、块状。
若是高碳高合金钢，看不清针状羽毛；中碳中合金钢，针状羽毛较清楚；低碳低合金钢，羽毛很清楚，针粗。
转变时先在晶界处形成上贝氏体，往晶内长大，不穿晶。
钢材中的各种组织与性能以下是共析钢的各种组织与性能。
一、珠光体1、珠光体（P）：650℃～727℃等温冷却，片间距约0.3μm，硬度10～20HRC。
2、索氏体（S）：600℃～650℃等温冷却，片间距0.1～0.3μm，硬度20～30HRC。
3、托氏体（T）：550℃～600℃等温冷却，片间距约0.1μm，硬度30～40HRC。
珠光体的片间距越小，硬度越高，塑性与韧性越好。
它是我们日常工作中最易得到的有实用价值的组织。
这也是为什么我们的大部分钢材处理中需要在550℃～700℃等温退火的原因。
二、贝氏体1、上贝氏体：共析钢上贝氏体的形成温度为350℃～550℃。
上贝氏体的力学性能很差，脆性很大，强度也很低，基本上没有实用价值。
2、下贝氏体：共析钢上贝氏体的形成温度为～350℃，在马氏体形成温度附近。
下贝氏体有较高的强度和硬度，还有良好的塑性和韧性，具有较优良的综合力学性能。
不过因为其形成温度较窄，不适宜单批次大量工件的热处理加工。
所以现在大都用添加合金元素的办法来得到下贝氏体钢材。
我国的Mn-B系贝氏体钢研究和应用方面居于世界前列。
三、马氏体1、板条马氏体：C<0.25%，亦称为低碳马氏体。
板条马氏体具有较高的强度，良好的韧性和塑性。
故近年来，生产中已日益广泛地采用低碳钢和低合金钢进行直接淬火的热处理工艺。
2、片状马氏体：C>1.0%，亦称为高碳马氏体。
片状马氏体内应力高，存在孪晶结构，并常伴生有显微裂纹，这些显微裂纹是极有害的，因此片状马氏体硬而脆，塑性和韧性也都较差。
3、隐晶马氏体：隐晶马氏体是片状马氏体的一种，即最大马氏体片细小到在光学显微镜下都无法分辨的情况下。
隐晶马氏体具有一定的韧性，所以有时通过晶粒细化去得到隐晶马氏体。
马氏体中碳的含量越高，内应力越大。
这就是高碳钢在淬火时容易出现变形和裂纹的原因之一。
经验交流之三——钢内部组织及对钢材性能的影响钢是以铁为基体的合金。
不同成分的铁碳合金在不同温度下有不同的组织状态。
通常钢内部组织有：铁素体、珠光体、索氏体、屈氏体、贝氏体、马氏体。
其各组织定义如下：铁素体：铁素体是钢组织中强度低、质软、延展性极好的组织。
其组织中C的溶解度很小，室温条件下只能溶解0.006%。
珠光体：珠光体是铁素体和渗碳体（渗碳体是铁和碳的化合物，其中碳在渗碳体中溶解量很高，因此性质硬而脆）的机械混合物，因其显微组织中有指纹状的珍珠光泽故得此名。
其机械性能介于铁素体和渗碳体之间，因此强度、硬度适中，塑、韧性较好。
索氏体：索氏体也是铁素体与渗碳体的混合物，不过它比珠光体要细的多，因此又称为细珠光体，它必须在1000倍的高倍显微镜下才能分辨出来。
生产中，低碳钢、中碳钢和低合金钢加热到临界温度（600-650℃）以上，然后在空气中冷却即可得到索氏体组织。
索氏体具有良好的综合力学性能，它既有较高的强度，又有良好的冲击韧性。
屈氏体：屈氏体是一种最细的珠光体组织，它同样是铁素体与渗碳体的极弥散的混合物，因此又称为极细珠光体。
由于屈氏体的组织比索氏体更细，因而它比索氏体具有更高的硬度、强度，同时具有良好的冲击韧性。
贝氏体：贝氏体分上贝氏体和下贝氏体。
其中上贝氏体是奥氏体（奥氏体是碳在面心立方晶格中的固溶体，由于面心立方体原子间空隙较大，所以碳在其中的溶解度高。
其强度并不高，但塑性、韧性很好）在550-350℃范围内等温转变产物，其中铁素体形成密集而相互平行的扁片，渗碳体呈短片状断续分布在铁素体片层之间。
其上贝氏体硬度可达HRC45左右。
下贝氏体是奥氏体在350℃以下范围内的等温转变产物，其中铁素体呈针状，极为细小的渗碳体质点呈弥散状分布在针状铁素体内，硬度可达HRC55左右。
上贝氏体和下贝氏体相比，下贝氏体除具有较高的硬度外，还有良好的韧性。
马氏体：马氏体是有奥氏体以大于临界冷却速度从高温冷却到马氏体开始转变温度以下时，过冷奥氏体转变为马氏体。
钢铁金相组织的名称和特性名称特性铁素体是碳在a铁中的固溶体。
它的含碳量不超过0.02%，质地很软（HB80-100)、很韧、抗拉强度很低（250Mpa),磁性较强。
含铁素体较多的钢，淬火后硬度不高，适于冲、挤压加工和制造电磁元件奥氏体是碳在r铁中的固溶体。
它的质地软韧，富于延展性，硬度为HB170-220，无磁性。
在一般钢中，它是高温转变的产物，但在不锈钢、高铬钢、高锰钢中，常温时亦存在渗碳体是碳与铁的化合物（Fe3C)。
硬度极高（HB>700）质地很脆珠光体是铁素体和渗碳体的共析混合物。
据渗碳体形状之异，它分为片状和球状。
硬度（片状HB190-230，球状HB160-190）和强度880Mpa比铁素体高，韧性稍低，但不脆。
为了容易切削加工，要求要正火和退火时得到珠光体组织莱氏体是奥氏体分解产物和渗碳体的共晶混合物。
组织较粗，硬度（HB>700）很高，但只在铸铁中出现马氏体是钢淬火后碳在a铁中的过饱和固溶体组织。
它的硬度（HB600-700）和抗拉强度（1670-2210Mpa）很高，但内应力很大，组织不稳定，韧性很低索氏体钢淬火成马氏体后，经450-600℃回火或加热到奥氏体后，以适当速度冷却得到的组织通称为索氏体。
它有良好的综合力学性能，强度较高，硬度HB250-350延升率和冲击韧性很高屈氏体钢淬火成马氏体后，经300-450℃回火或加热到奥氏体后，以一定速度冷却得到的组织通称为屈氏体。
它的HB330-400，强度比马氏体低，但韧性比马氏体好贝氏体是钢在等温淬火时产生的组织。
具有较高的硬度、强度、耐磨性和冲击韧性。
钢的组织及化学成分对钢性能的影响一、钢的组织及其对钢性能的影响：钢材是由无数微细晶粒所构成，碳与铁结合的方式不同，可形成不同的晶体组织，使钢材的性能产生显著差异。
1、钢的基本组织：纯铁在不同温度下有不同的晶体结构：钢中碳原子与铁原子的三种基本结合形式为：固融体、化合物和机械混合物。
下表列出了钢的四种基本组织及其性能。
钢的基本晶体组织2、晶体组织对钢材性能的影响：碳素钢的含碳量不大于0.8%时，其基本组织为铁素体和珠光体；含碳量增大时，珠光体的含量增大，铁素体则相应减少，因而强度、硬度随之提高，但塑性和冲击韧性则相应下降。
二、钢的化学成分对钢性能的影响：钢材中除了主要化学成分铁（Fe）以外，还含有少量的碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）、氧（O）、氮（N）、钛（Ti）、钒（V）等元素，这些元素虽然含量少，但对钢材性能有很大影响：1．碳。
碳是决定钢材性能的最重要元素。
碳对钢材性能的影响如图6-3所示：当钢中含碳量在0.8%以下时，随着含碳量的增加，钢材的强度和硬度提高，而塑性和韧性降低；但当含碳量在1.0%以上时，随着含碳量的增加，钢材的强度反而下降。
随着含碳量的增加，钢材的焊接性能变差（含碳量大于0.3%的钢材，可焊性显著下降），冷脆性和时效敏感性增大，耐大气锈蚀性下降。
图6-3 含碳量对碳素钢性能的影响—抗拉强度；—冲击韧性；—伸长率；—断面收缩率；HB—硬度。
一般工程所用碳素钢均为低碳钢，即含碳量小于0.25%；工程所用低合金钢，其含碳量小于0.52%。
2．硅。
硅是作为脱氧剂而残留于钢中，是钢中的有益元素。
硅含量较低（小于1.0%）时，能提高钢材的强度和硬度以及耐蚀性，而对塑性和韧性无明显影响。
但当硅含量超过1.0%时，将显著降低钢材的塑性和韧性，增大冷脆性实效敏感性，并降低可焊性。
3．锰。
锰是炼钢时用来脱氧去硫而残留于钢中的，是钢中的有益元素。
锰具有很强的脱氧去硫能力，能消除或减轻氧、硫所引起的热脆性，大大改善钢材的热加工性能，同时能提高钢材的强度和硬度，但塑性和韧性略有降低。
1.奥氏体－碳与合金元素溶解在γ-fe中的固溶体，仍保持γ-fe的面心立方晶格。
晶界比较直，呈规则多边形；淬火钢中残余奥氏体分布在马氏体间的空隙处2.铁素体－碳与合金元素溶解在a-fe中的固溶体。
亚共析钢中的慢冷铁素体呈块状，晶界比较圆滑，当碳含量接近共析成分时，铁素体沿晶粒边界析出。
3.渗碳体－碳与铁形成的一种化合物。
在液态铁碳合金中，首先单独结晶的渗碳体（一次渗碳体）为块状，角不尖锐，共晶渗碳体呈骨骼状。
过共析钢冷却时沿acm线析出的碳化物（二次渗碳体）呈网结状，共析渗碳体呈片状。
铁碳合金冷却到ar1以下时，由铁素体中析出渗碳体（三次渗碳体），在二次渗碳体上或晶界处呈不连续薄片状。
4.珠光体－铁碳合金中共析反应所形成的铁素体与渗碳体的机械混合物。
珠光体的片间距离取决于奥氏体分解时的过冷度。
过冷度越大，所形成的珠光体片间距离越小。
在a1~650℃形成的珠光体片层较厚，在金相显微镜下放大400倍以上可分辨出平行的宽条铁素体和细条渗碳体，称为粗珠光体、片状珠光体，简称珠光体。
在650~600℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，从珠光体的渗碳体上仅看到一条黑线，只有放大1000倍才能分辨的片层，称为索氏体。
在600~550℃形成的珠光体用金相显微镜放大500倍，不能分辨珠光体片层，仅看到黑色的球团状组织，只有用电子显微镜放大10000倍才能分辨的片层称为屈氏体。
5.上贝氏体－过饱和针状铁素体和渗碳体的混合物，渗碳体在铁素体针间。
过冷奥氏体在中温（约350~550℃）的相变产物，其典型形态是一束大致平行位向差为6~8od铁素体板条，并在各板条间分布着沿板条长轴方向排列的碳化物短棒或小片；典型上贝氏体呈羽毛状，晶界为对称轴，由于方位不同，羽毛可对称或不对称，铁素体羽毛可呈针状、点状、块状。
若是高碳高合金钢，看不清针状羽毛；中碳中合金钢，针状羽毛较清楚；低碳低合金钢，羽毛很清楚，针粗。
转变时先在晶界处形成上贝氏体，往晶内长大，不穿晶。
钢的结构组织和特性一、铁素体（F)碳在α铁（Fe -σ）中的固溶体，呈体立方晶格。
溶碳能力很小，最大为%02.0；硬度和强度很低，HB 12080-，MPa b 250=σ；而塑性和韧性很好，%50=δ，%80%70-=ψ。
因此，含铁素体多的钢材（软钢）可用来制作可压、挤、冲板与耐冲击震动的机件。
这类钢有超低碳钢，如130Cr 、131Cr 、硅钢片等。
二、奥氏体（A)碳在γ铁(Fe -γ)中的固溶体，呈面心立方晶格。
最高溶碳量为%11.2，在一般情况下，具有高的塑性，但强度和硬度低，HB 220170-，奥氏体组织除了在高温转变时产生以外，在常温时亦存在于不锈钢、高铬钢和高锰钢中，如奥氏体不锈钢等。
三、渗碳体（C)铁和碳的化合物(C Fe 3),呈复杂的八面体晶格。
含碳量为%67.6，硬度很高，HRC 7570-，耐磨，但脆性很大，因此，渗碳体不能单独应用，而总是与铁素体混合在一起。
碳在铁中溶解度很小，所以常温下，钢铁组织内大部分的碳都是以渗碳体或其他碳化物形式出现。
四、珠光体（P)铁素体片和渗碳体片交替排列的层状显微组织，是铁素体与渗碳体的机械混合物（共析体）。
是过冷奥氏体进行共析反应的直接产物。
其片层组织的粗细随奥氏体过冷程度不同，过冷程度越大，片层组织越细，性质也不同。
奥氏体约在C ︒600分解成的组织称为细珠光体（有的叫一次索氏体），在C C ︒-︒600500分解转变成用光学显微镜不能分辩的片层状的组织称为极细珠光体（有的叫一次屈氏体），它们的硬度较铁素体和奥氏体高。
正火后的珠光体比退火后的珠光体组织细密，弥散度大，故其力学性能较好，但其片状渗碳体在钢材承受载荷时会引起应力集中，故不如索氏体。
五、萊氏体（L)奥氏体和渗碳体的共晶混合物，铁合金溶液含碳量在%11.2以上时，缓慢冷却到C ︒1130便凝固出高温萊氏体L d ，由渗碳体与奥氏体组成。
当温度到达共析温度，萊氏体中的奥氏体转变为珠光体，此时萊氏体称为低温萊氏体L d '。
(精选)高、中、低碳钢各自的组织结构和性能特点钢材是一种广泛应用的重要材料，根据不同含碳量的不同分布状态，钢材可以分为高、中、低碳钢。
本文将分别介绍这三种钢材的组织结构和性能特点。
一、高碳钢高碳钢是指含碳量大于0.8%的钢材。
高碳钢的组织结构特点是以铁素体和贝氏体为主，同时含有小量的渗碳体和长石体。
高碳钢的组织致密，硬度高，抗弯强度和抗压强度都比较好。
高碳钢具有很好的热处理性，在加热过程中可以得到高度的硬度和韧性。
高碳钢的优点是硬度高，适用于加工制造一些刀具、弹簧、轴承等高强度、高抗磨损的零部件。
但缺点也很明显，高碳钢的韧性较差，焊接难度大，容易产生裂纹和开裂，同时易于产生疲劳。
因此，在使用过程中需要特别注意预防断裂现象的发生。
二、中碳钢中碳钢的优点是韧性较高，能承受冲击载荷和扭转载荷，并且热处理性能好。
但缺点也很明显，一是随着碳含量的降低，硬度和耐磨性也会降低；二是焊接的时候容易发生变形和收缩裂纹。
三、低碳钢低碳钢是指含碳量小于0.25%的钢材。
低碳钢的组织结构特点是基本上为铁素体，同时含有少量的珠光体和渗碳体。
低碳钢的强度和韧性均较低，但焊接性能好，并且具有较好的塑性和可加工性。
低碳钢适用于生产螺钉、螺母、钉子、电线、工具箱、各种管道、锅炉和结构钢等。
总之，高、中、低碳钢各有其特点，应根据具体的使用要求来选择合适的材料。
钢材在实际应用中，除了上述介绍的一些基本性能特点之外，还与生产技术、硬度值、热处理工艺等因素相关联。
因此，在使用钢材的时候，还需要结合具体生产工艺来进行选择和应用。
不同牌号的低碳合金钢的组织和形貌
不同牌号的低碳合金钢的组织和形貌可能会有所不同，以下是几种常见低碳合金钢的组织和形貌描述：
1. 贝氏体和珠光体结构：低碳合金钢通常会通过控制冷却速率来控制其组织和形貌。
快速冷却可以促使钢中形成贝氏体结构，贝氏体结构具有较高的硬度和脆性。
缓慢冷却可以使钢中形成珠光体结构，珠光体结构具有较高的韧性和可塑性。
2. 混合组织：一些低碳合金钢可能会通过热处理和淬火处理来形成混合组织。
混合组织由贝氏体和珠光体相互交替排列而成，可以在硬度和韧性之间取得平衡。
3. 铁素体和渗碳体结构：一些低碳合金钢可以通过渗碳处理来形成铁素体和渗碳体结构。
渗碳体具有较高的硬度和耐磨性，而铁素体具有较高的韧性和可加工性。
总的来说，不同牌号的低碳合金钢的组织和形貌会受到其化学成分、热处理和冷却速率等因素的影响。
这些组织和形貌的差异会直接影响到低碳合金钢的力学性能和使用特性。
显微镜下的钢铁之美！展开全文钢铁总是给人以灰色、冷硬的感觉，前不久，沙钢钢铁研究院用显微镜拍摄了一组钢铁材料微观图像，这些钢铁材料在显微镜的“火眼金睛”下，脱去了灰色的外衣，呈现出异彩纷呈的美。
就让我们一起来欣赏它们的美吧！作品1照片名称：壮美梯田样品名称：帘线钢82B组织特点：珠光体中铁素体和渗碳体形貌（你看过哈尼梯田，曾经以为很壮美，但当你发现在实验室，在电镜的视野下，竟然存在更为壮美的梯田，你不由得感叹自然造物的神奇，微观世界与宏观世界同样让人震撼。
）技术描述：利用透射电镜研究不同形变量下的珠光体片层间距及渗碳体碎化规律。
背景：珠光体的机械性能主要取决于珠光体的片间距，珠光体在受外力拉伸时，塑性变形基本上在铁素体内发生，渗碳体层则有阻止滑移的作用。
片层间距越小，铁素体和渗碳体的相界面就越多，对位错运动的阻碍也就越大，即塑性变形抗力越大，因而硬度和强度都增高，片状珠光体的塑性也随片间距的减小而增大。
珠光体组织片层间距大小是评价盘条组织的一个重要依据。
拍摄设备：JEM-2100F场发射透射电子显微镜（日本电子）作品2照片名称：夹杂物的消化系统样品名称：焊缝区样品（母材是EH36船板钢，焊材是JW-7）组织特点：复合夹杂物的形貌及物相分布（右半部份夹杂物状似大肠，想不到，无机世界也有着状似有机世界高级生物的消化体统，不禁让人啧啧称奇。
）技术描述：利用双束扫描电镜的聚焦离子束制备复合夹杂物的透射电镜样品，并利用透射电镜对夹杂物的形貌进行观察，并结合能谱仪和电子衍射对复合夹杂物的成分和物相进行鉴定。
结果显示：大肠结构的物相为Mn0.33Zr0.33Ti0.33O1.67，其余的1,2,3区域分别为Mn2TiO4相，富含Si-Ca-Al-O元素的非晶相，MgAl2O4相。
此项分析对研究复合夹杂物的形成机理提供理论的支持，从而在工艺上控制夹杂物的形成类型，尺寸等，最终达到提高材料的综合性能的目的。
拍摄设备：JEM-2100F场发射透射电子显微镜（日本电子）作品3照片名称：冰糖是什么味？样品名称：IF钢组织特点：TiN析出相（狗狗边嗅冰糖块，边问：“冰糖是什么味？”）技术描述：利用扫描电镜在腐蚀状态的IF钢上寻找析出相，并利用能谱仪确定析出相类型及成分，成分主要是Ti,N元素。
高、中、低碳钢各自的组织结构和性能特点碳钢主要指力学性能取决于钢中的碳含量，而一般不添加大量的合金元素的钢，有时也称为普碳钢或碳素钢。
碳钢也叫碳素钢，含炭量WC小于2%的铁碳合金。
碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类。
碳素结构钢又分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种按含碳量可以把碳钢分为低碳钢（WC ≤ 0.25%）,中碳钢（WC0.25%——0.6%）和高碳钢（WC>0。
6%）按磷、硫含量可以把碳素钢分为普通碳素钢（含磷、硫较高）、优质碳素钢（含磷、硫较低）和高级优质钢（含磷、硫更低）一般碳钢中含碳量较高则硬度越高，强度也越高，但塑性较低低碳钢低碳钢(low carbon steel)又称软钢, 含碳量从0.10％至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造, 焊接和切削, 常用於制造链条, 铆钉, 螺栓, 轴等。
碳含量低于0.25％的碳素钢，因其强度低、硬度低而软，故又称软钢。
它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢，天多不经热处理用于工程结构件，有的经参碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件。
低碳钢退火组织为铁素体和少量珠光体，其强廖和硬度较低，塑性和韧性较好。
因此，其冷成形性良好可采用卷边、折弯、冲压等方法进行冷成形。
这种钢翅具有良好的焊接性。
碳含量很低的低碳钢硬度很低，切削加工性不佳，淬火处理可以改善其切削加工性。
低碳钢有较大的时效倾向，既有淬火时效倾向，曩有形变时效倾向。
当钢从高温较快冷却时，铁素体刮碳、氮过饱和，它在常温也能缓慢地形成铁的碳氮州物，因而钢的强度和硬度提高，而塑性和韧性降低，筻种现象称为淬火时效。
低碳钢即使不淬火而空冷也乏产生时效。
低碳钢经形变产生大量位错，铁素体中自碳、氮原子与位错发生弹性交互作用，碳、氮原子聚身在位错线周围。
这种碳、氮原子与位错线的结合体称岁柯氏气团(柯垂耳气团)。
它会使钢的强度和硬度提高而塑性和韧性降低，这种现象称为形变时效。
钢铁家族中各种组织形貌生长特点及性能
现代材料可以分为四大类--金属、高分子、陶瓷和复合材料。
尽管目前高分子材料飞速发展，但金属材料中的钢铁仍是目前工程技术中使用最广泛、最重要的材料，那么到底是什么因素决定了钢铁材料的霸主地位呢。
下面就为大家详细介绍吧。
钢铁由铁矿石提炼而成，来源丰富，价格低廉。
钢铁又称为铁碳合金，是铁（Fe）与碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）以及其他少量元素（Cr、V等）所组成的合金。
通过调节钢铁中各种元素的含量和热处理工艺（四把火：淬火、退火、回火、正火），可以获得各种各样的金相组织，从而使钢铁具有不同的物理性能。
将钢材取样，经过打磨、抛光，最后用特定的腐蚀剂腐蚀显示后，在金相显微镜下观察到的组织称为钢铁的金相组织。
钢铁材料的秘密便隐藏在这些组织结构中。
在Fe-Fe3C系中，可配制多种成分不同的铁碳合金，他们在不同温度下的平衡组织各不相同，但由几个基本相（铁素体F、奥氏体A和渗碳体Fe3C）组成。
这些基本相以机械混合物的形式结合，形成了钢铁中丰富多彩的金相组织结构。
常见的金相组织有下列八种：
碳溶于α-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为铁素体，属bcc结构，呈等轴多边形晶粒分布，用符号F表示。
其组织和性能与纯铁相似，具有良好的塑性和韧性，而强度与硬度较低（30-100 HB）。
在合金钢中，则是碳和合金元素在α-Fe中的固溶体。
碳在α-Fe中的溶解量很低，在AC1温度，碳的最大溶解量为0.0218%，但随温度下降的溶解度则降至0.0084%，因而在缓冷条件下铁素体晶界处会出现三次渗碳体。
随钢铁中碳含量增加，铁素体量相对减少，珠光体量增加，此时铁素体则是网络状和月牙状。
二、奥氏体
碳溶于γ-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为奥氏体，具有面心立方结构，为高温相，用符号A表示。
奥氏体在1148℃有最大溶解度2.11%C，727℃时可固溶0.77%C；强度和硬度比铁素体高，塑性和韧性良好，并且无磁性，具体力学性能与含碳量和晶粒大小有关，一般为170~220 HBS、=40~50%。
TRIP钢（变塑钢）即是基于奥氏体塑性、柔韧性良好的基础开发的钢材，利用残余奥氏体的应变诱发相变及相变诱发塑性提高了钢板的塑性，并改善了钢板的成形性能。
碳
素或合金结构钢中的奥氏体在冷却过程中转变为其他相，只有在高碳钢和渗碳钢渗碳高温淬火后，奥氏体才能残留在马氏体的间隙中存在，其金相组织由于不易受侵蚀而呈白色。
三、渗碳体
渗碳体是碳和铁以一定比例化合成的金属化合物，用分子式Fe3C表示，其含碳量为6.69%，在合金中形成(Fe,M)3C。
渗碳体硬而脆，塑性和冲击韧度几乎为零，脆性很大，硬度为800HB。
在钢铁中常呈网络状、半网状、片状、针片状和粒状分布。
四、珠光体
由铁素体和渗碳体组成的机械混合物称为珠光体，用符号P表示。
其力学性能介于铁素体和渗碳体之间，强度较高，硬度适中，有一定的塑性。
珠光体是钢的共析转变产物，其形态是铁素体和渗碳体彼此相间形如指纹，呈层状排列。
按碳化物分布形态又可分为片状珠光体和球状珠光体二种。
（1）片状珠光体：又可分为粗片状、中片状和细片状三种。
（2）球状珠光体：经球化退火获得，渗碳体成球粒状分布在铁素体基体上；渗碳体球粒大小，取决于球化退火工艺，特别是冷却速度。
球状珠光体可分为粗球状、球状、细球状和点状四种珠光体。
五、贝氏体
是钢的奥氏体在珠光体转变区以下，Ms点以上的中温区转变的产物。
贝氏体是铁素体和渗碳体的机械混合物，介于珠光体与马氏体之间的一种组织，用符号B表示。
根据形成温度不同，分为粒状贝氏体、上贝氏体(B上)和下贝氏体(B 下)。
粒状贝氏体强度较低,但具有较好的韧性;下贝氏体既具有较高的强度，又具有良好的韧性;粒状贝氏体的韧性最差。
贝氏体形态多变，从形状特征来看，可将贝氏体分为羽毛状、针状和粒状三类。
（1）上贝氏体：上贝氏体特征是：条状铁素体大体平行排列，其间分布有与铁素体针轴平行的细条状（或细短杆状）渗碳体，呈羽毛状。
（2）下贝氏体：呈细针片状，有一定取向，较淬火马氏体易受侵蚀，极似回火马氏体，在光镜下极难区别，在电镜下极易区分；在针状铁素体内沉淀有碳化物，且其排列取向与铁素体片的长轴成55~60度，下贝氏体内不含孪晶，有较多的位错。
（3）粒状贝氏体：外形相当于多边形的铁素体，内有许多不规则小岛状的组织。
当钢的奥氏体冷至稍高于上贝氏体形成温度时，析出铁素体有一部分碳原子从铁素体并通过铁素体/奥氏体相界迁移到奥氏体内，使奥氏体不均匀富碳，从而使奥氏体向铁素体的转变被抑制。
这些奥氏体区域一般型如孤岛，呈粒状或长条状，分布在铁素体基体上，在连续冷却过程中，根据奥氏体的成分及冷却条件，粒贝内的奥氏体可以发生如下几种变化。
（i）全部或部分分解为铁素体和碳化物。
在电镜下可见到弥散多向分布的粒状、杆状或小块状碳化物；
（ii）部分转变为马氏体，在光镜下呈综黄色；
（iii）仍保持富碳奥氏体。
粒状贝氏体中的铁素体基体上布有颗粒状碳化物（小岛组织原为富碳奥氏体，冷却时分解为铁素体及碳化物，或转变为马氏体或仍为富碳奥氏体颗粒）。
羽毛状贝氏体，基体为铁素体，条状碳化物于铁素体片边缘析出。
下贝氏体，针状铁素体上布有小片状碳化物，片状碳化物于铁素体的长轴大致是55~60度角。
六、魏氏组织
它是一种过热组织，由彼此交叉约60°的铁素体针片嵌入钢铁的基体而成。
粗大的魏氏组织使钢材的塑性、韧性下降，脆性增加。
亚共析钢加热时因过热而形成粗晶，冷却时又快速析出，故铁素体除沿奥氏体晶界成网状析出外，还有一部分铁素体从晶界向晶内按切变机制形成并排成针状独自析出，这种分布形态的组织称为魏氏组织。
过热过共析钢冷却时渗碳体也会形成针状自晶界向晶内延伸而形成魏氏组织。
七、马氏体
碳在α-Fe中的过饱和固溶体称为马氏体。
马氏体有很高的强度和硬度，但塑性很差，几乎为零，用符号M表示，不能承受冲击载荷。
马氏体是过冷奥氏体快速冷却，在Ms与Mf点之间的切变方式发生转变的产物。
这时碳（和合金元素）来不及扩散只是由γ-Fe的晶格（面心）转变为α-Fe的晶格（体心），即碳在γ-Fe中的固溶体（奥氏体）转变为碳在α-Fe中的固溶体，故马氏体转变是“无扩散”的根据马氏体金相形态特征，可分为板条状马氏体（低碳）和针状马氏体。
（1）板条状马氏体：又称低碳马氏体。
尺寸大致相同的细马氏体条定向平行排列，组成马氏体束或马氏体领域；在领域与领域之间位向差大，一颗原始奥氏体晶粒内可以形成几个不同取向的领域。
由于板条状马氏体形成的温度较高，在冷却过程中，必然发生自回火现象，在形成的马氏体内部析出碳化物，故它易受侵蚀发暗。
（2）针状马氏体：又称片状马氏体或高碳马氏体，它的基本特征是：在一个奥氏体晶粒内形成的第一片马氏体片较粗大，往往贯穿整个晶粒，将奥氏体晶粒加以分割，使以后形成的马氏体大小受到限制，因此片状马氏体的大小不一，
分布无规则。
针状马氏体按一定方位形成。
在马氏体针叶中有一中脊面，碳量越高，越明显，且马氏体也越尖，同时在马氏体间伴有白色残留奥氏体。
（3）淬火后形成的马氏体经过回火还可以形成三种特殊的金相组织：
（i）回火马氏体：指淬火时形成的片状马氏体（晶体结构为体心四方）于回火第一阶段发生分解—其中的碳以过渡碳化物的形式脱溶—所形成的、在固溶体基体（晶体结构已变为体心立方）内弥散分布着极其细小的过渡碳化物薄片（与基体的界面是共格界面）的复相组织；这种组织在金相（光学）显微镜下即使放大到最大倍率也分辨不出其内部构造，只看到其整体是黑针（黑针的外形与淬火时形成的片状马氏体（亦称“α马氏体”）的白针基本相同），这种黑针称为“回火马氏体”。
（ii）回火屈氏体：淬火马氏体经中温回火的产物，其特征是：马氏体针状形态将逐步消失，但仍隐约可见（含铬合金钢，其合金铁素体的再结晶温度较高，故仍保持着针状形态），析出的碳化物细小，在光镜下难以分辨清楚，只有电镜下才可见到碳化物颗粒，极易受侵蚀而使组织变黑。
如果回火温度偏上限或保留时间稍长，则使针叶呈白色；此时碳化物偏聚于针叶边缘，这时钢的硬度稍低，且强度下降。
（iii）回火索氏体：淬火马氏体经高温回火后的产物。
其特征是：索氏体基体上
布有细小颗粒状碳化物，在光镜下能分辨清楚。
这种组织又称调质组织，它具有良好的强度和韧性的配合。
铁素体上的细颗粒状碳化物越是细小，则其硬度和强度稍高，韧性则稍差些；反之，硬度及强度较低，而韧性则高些。
八、莱氏体
铁碳合金中的共晶混合物，即碳的质量分数（含碳量）为4.3%的液态铁碳合金，在1480摄氏度时，同时从液体中结晶出奥氏体和渗碳体的机械混合物称为莱氏体，用符号Ld表示。
由于奥氏体在727℃时转变为珠光体，故在室温时莱氏体由珠光体和渗碳体组成。
为区別起见将727℃以上的莱氏体称为高温莱氏体（Ld)，727℃以下的莱氏体称为低温莱氏体(L'd)。
莱氏体的性能与渗碳体相似，硬度很高塑性差。
