工業(yè)純鐵雖然塑性較好,但強(qiáng)度較低,所以很少用它制造機(jī)械零件,常用的是鐵碳合金。鐵碳合金中的相結(jié)構(gòu)有以下幾種。
(1)鐵素體。純鐵在912℃以下具有體心立方晶格。碳溶于α- Fe中的間隙固溶體稱為鐵素體,用符號F表示。由于是體心立方品格間隙的直徑很小,因而溶碳能力差,在727℃時溶碳量最大(wc=0.0218%);隨著溫度下降,溶碳量逐漸減少,在600℃時溶碳量約為wc=0.0057%,因此其室溫時的性能幾乎與純鐵相同,數(shù)值如下:
抗拉強(qiáng)度σb 180~280MPa
屈服點σs 100~170MPa
伸長率δ 30%~50%
斷面收縮率ψ 70%~80%
沖擊韌度αK 160~200J/cm²
硬度 ~80HBW
由此可見,鐵素體的強(qiáng)度、硬度不高,但具有良好的塑性和韌性。
鐵素體在770℃以下具有鐵磁性,在770℃以上則失去鐵磁性。
(2)奧氏體。碳溶于γ- Fe中的間隙固溶體稱為奧氏體,以符號A表示。由于γ- Fe是面心立方晶格,它的致密度雖然高于體心立方晶格的α- Fe,但由于其晶格間隙的直徑要比α- Fe大,故溶碳能力也較大。在1148℃時,溶碳能力最大(wc=2.11%);隨著溫度下降,溶碳量逐漸減少,在727℃時的溶碳量為wc=0.77%。