钢的不同组织
共析钢,亚共析钢,过共析钢区别
共析钢,亚共析钢,过共析钢区别
共析钢、亚共析钢、过共析钢这三种钢的不同之处在于其微观结构的差异。
具体说来，共析钢、亚共析钢、过共析钢的碳原子在固态时的分布位置和结构不同。
下面，我们将分别对这三种钢进行介绍。
1. 共析钢
共析钢是一种非常常见的钢种，其碳含量通常在0.2%-0.8%之间。
共析钢的微观结构中，既有铁素体又有珠光体。
其中，珠光体中的碳原子与铁原子以一定比例混合分布，并被称为共析组织。
共析组织的存在使得共析钢在冷加工时拥有更好的可塑性，因此常被用于制造汽车零部件、家具等。
2. 亚共析钢
与共析钢不同，亚共析钢的碳含量通常只有0.1%-0.2%。
在亚共析钢的微观结构中，珠光体处的碳的含量较低，甚至可以降至0.05%左右，这种结构被称为亚共析结构。
亚共析结构的存在使得亚共析钢具备更高的抗拉强度和硬度，并拥有优异的耐腐蚀性，因此常被用于制造化工设备、机床等高端领域的产品。
3. 过共析钢
通常情况下，过共析钢的碳含量超过了0.8%。
在过共析钢的微观结构中，珠光体处的碳含量非常高，甚至可以超过1.2%，形成了过共析组织。
过共析组织的存在使得过共析钢在加工时较为困难，但同时也增加了其硬度和抗磨损性。
因此，过共析钢常被应用于制造特殊机床、矿山机械等领域。
综上所述，共析钢、亚共析钢、过共析钢在微观结构上有所差异，在应用领域上也各有侧重。
通过精确把握其结构和性质，可以更好地满足产品设计和制造的需求。
钢材微观组织图
马氏体
马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称。
马氏体最初是在钢（中、高碳钢）中发现的：将钢加热到一定温度 （形成奥氏体）后经迅速冷却（淬火），得到的能使钢变硬、增强的一种 淬火组织。 最先由德国冶金学家 Adolf Martens(1850-1914)于19世纪90年代在一 种硬矿物中发现。马氏体的三维组织形态通常有片状(plate)或者板条状 (lath)，但是在金相观察中（二维）通常表现为针状（needle-shaped）， 这也是为什么在一些地方通常描述为针状的原因。马氏体的晶体结构为体 心四方结构（BCT）。中高碳钢中加速冷却通常能够获得这种组织。高的 强度和硬度是钢中马氏体的主要特征之一。 20世纪以来，对钢中马氏体 相变的特征累积了较多的知识，又相继发现在某些纯金属和合金中也具有 马氏体相变,如:Ce、Co、Hf、Hg、La、Li、Ti、Tl、Pu、V、Zr、和Ag-Cd、 Ag-Zn、Au-Cd、Au-Mn、Cu-Al、Cu-Sn、Cu-Zn、In-Tl、Ti-Ni等。目前广 泛地把基本特征属马氏体相变型的相变产物统称为马氏体。
莱氏体
莱氏体（ledeburite） 莱氏体是液态铁碳合金发生共 晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体，其含碳量 为ωc＝4.3％。当温度高于727℃时，莱氏体由奥氏体和渗 碳体组成，用符号Ld表示。在低于727℃时，莱氏体是由珠 光体和渗碳体组成，用符号Ld’表示，称为变态莱氏体。因 莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体，所以硬度高，塑性很差 分为高温莱氏体和低温莱氏体两种。奥氏体和渗碳体组成 的机械混合物称高温莱氏体，用符号Ld或（A+Fe3C）表示。 由于其中的奥氏体属高温组织，因此高温莱氏体仅存于 727℃以上。高温莱氏体冷却到727℃以下时，将转变为珠 光体和渗碳体机械混合物（P+Fe3C）,称低温莱氏体，用 Ld'表示。莱氏体含碳量为4.3%。由于莱氏体中含有的渗碳 体较多，故性能与渗碳体相近，即极为硬脆。
碳素钢、低合金钢常见金相组织形态及硬度
碳素钢、低合金钢常见金相组织形态及硬度1．铁素体（F）—原系外来语（Ferrite）译名，台湾文献译为肥粒铁。
铁素体系碳溶于体心立方晶格的α-Fe中所形成的间隙固溶体［α-Fe（C）］。
以4％硝酸酒精溶液腐蚀，在光学显微镜下观察，铁素体呈明亮的等轴多边形。
由于各晶粒位向不同，受腐蚀程度略有差别，故稍显明暗不同。
铁素体在不同处理状态亦可呈块状、月牙状、网络状等形态，硬度在100HB左右。
2．渗碳体（θ相）—原系外来语（Cementite）译名，台湾文献译为雪明碳铁。
渗碳体系铁和碳的化合物，含碳量为 6.69％，分子式为Fe3C，在合金钢中，渗碳体中的Fe原子可以为其他合金元素原子所置换，形成合金渗碳体［（Fe，Me）3C］。
渗碳体是一种具有复杂晶格结构的间隙化合物。
渗碳体硬度很高（800~1000 HV），而塑性及冲击韧度几乎为零，脆性很大。
其显微组织形态很多，不受硝酸酒精试剂腐蚀（染色），在光学显微镜下呈白亮色，在碱性苦味酸钠腐蚀下，被染成黑色。
渗碳体是钢中的主要强化相，有片状、粒状、网络状、半网络状等形态，其形态与分布对钢的力学性能有很大影响。
3．珠光体（P）—原系外来语（Pearlite）译名，台湾文献译为波莱铁。
珠光体是铁碳合金相图中的共析转变产物（F+Fe3C），是铁素体和渗碳体的机械混合物，因具有这种组织的样品抛光蚀刻后有珠母贝的光泽而得名。
有片（层）状和球（粒）状等不同形态和分布方式。
珠光体用4％硝酸酒精溶液腐蚀，F和Fe3C交界处腐蚀较深，在直射光照射下变成黑色线条，可清晰看到层状，粒状等形态和分布情况。
4．奥氏体（A）—因这种组织的发现人Austen而得名，台湾文献译为沃斯田铁。
奥氏体系碳溶于面心立方晶格γ-Fe中所形成的固溶体［γ-Fe（c）］，常以符号A表示。
奥氏体中的碳也是存在于γ-Fe 晶体的间隙固溶体。
奥氏体存在于727~1495℃的温度区间，是一种高温相，不易腐蚀，呈白色，若先用4％硝酸酒精溶液腐蚀，再用10％过硫酸铵溶液腐蚀，则奥氏体可染成黑色。
高速钢的组织特点
高速钢的组织特点
高速钢是一种耐磨损、耐高温、具有较高硬度和强度的合金钢。
它主要用于制造切削工具、模具和轴承等高强度零部件。
高速钢具有特殊的组织特点，下面将对其进行详细介绍。
首先，高速钢的组织主要由马氏体、碳化物、铁素体和氧化物组成。
其中，碳化物是高速钢的主要组成部分，它们分布在钢中的晶界和晶内。
碳化物的分布和形态对高速钢的性能有着重要影响。
同时，高速钢中的氧化物也会对其性能产生不利影响，因为氧化物是高速钢中的缺陷，会降低其强度和韧性。
其次，高速钢的热处理是其组织形成的关键。
高速钢的热处理一般包括淬火、回火和退火等步骤。
淬火是高速钢中的最重要的步骤之一，它能够使钢中的碳化物快速固化，形成马氏体，从而提高钢的硬度和强度。
回火可以降低高速钢的硬度，提高其韧性和强度。
退火则是为了消除高速钢在加工过程中产生的应力，提高其加工性能和稳定性。
最后，高速钢的组织特点还与其化学成分有关。
不同的化学成分会影响高速钢的硬度、韧性和热稳定性等性能。
例如，添加钼、钴等元素可以提高高速钢的硬度和耐热性能，而添加钒、铬等元素则可以提高其韧性和耐磨性能。
总的来说，高速钢的组织特点是多方面的，热处理和化学成分是其组织形成的重要因素。
了解高速钢的组织特点对于制造和应用高速钢具有重要意义，可以为高速钢的优化设计和使用提供有力的支持。
钢的不同组织
钢的不同组织常见金相组织和性能1奥氏体A：碳在γ-Fe中的固溶体，在合金钢中是碳和合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体。
塑性很高，硬度和屈服点较低，布氏硬度值一般为17 0-220HB，使钢中质量体积最小的组织。
在1147摄氏度时可溶碳2.11%，在727摄氏度时可溶碳0.77%。
2铁素体F：碳与合金元素溶解在α-Fe中的固溶体。
铁素体的性能接近纯铁，硬度低（约为80-100HB），塑性好。
固溶有合金元素的铁素体能提高钢的强度和硬度。
在727摄氏度时，碳在铁素体中的溶解为0.02 2%，在常温下含碳量为0.008%。
3渗碳体Fe3C：铁和碳的化合物，又称碳化铁。
常温下铁碳合金中碳大部分以渗碳体存在。
渗碳体在低温下有弱磁性，高于21 7摄氏度时消失。
渗碳体的熔化温度为1600摄氏度，含碳量为6.67%，硬度很高（约为＞700HB），脆性很大，塑性近乎于零。
4、珠光体P：铁素体和渗碳体的混合物，是含碳量为0.77%的碳钢共析转变得产物，有铁素体和渗碳体相间排列的片层状组织。
珠光体的片间距取决于奥氏体分解时的过冷度，过冷度越大形成的珠光体片间距越小。
按片间距的大小，又分为珠光体、索氏体和屈氏体。
由于他们没有本质上的区别，故通称为珠光体。
粗片状珠光体，是奥氏体在650-700摄氏度高温分解的产物，硬度约为190-230HB。
索氏体S，是奥氏体在600-650摄氏度高温分解的产物，硬度约为240-320HB。
屈氏体T，是奥氏体在500-600摄氏度高温分解的产物，硬度为330-400HB。
5、马氏体M，是碳在α-Fe中的过饱和固溶物。
具有很高的硬度（约为640-760HB），很脆，冲韧性低，断面收缩率和延伸率几乎等于零。
由于过饱和的碳使晶格发生畸变，因此马氏体的质量体积较奥氏体大，钢中马氏体形成时产生很大相变应力。
含锰、铬、镍、钼的低合金高强度钢经调制处理后的金相组织为回火低碳马氏体，这种马氏体具有较高的强度和较好的韧性。
钢铁常见组织分类
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。
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。
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。
珠光体＋铁素体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。
钢铁材料常见金相组织相图
钢铁材料常见金相组织简介在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：一、铁素体铁素体（ferrite，缩写FN，用F表示），纯铁在912℃以下为具有体心立方晶格。
碳溶于α-Fe中的间隙固溶体称为铁素体，以符号F表示。
这部分铁素体称为先共析铁素体或组织上自由的铁素体。
随形成条件不同，先共析铁素体具有不同形态，如等轴形、沿晶形、纺锤形、锯齿形和针状等。
铁素体还是珠光体组织的基体。
在碳钢和低合金钢的热轧（正火）和退火组织中，铁素体是主要组成相；铁素体的成分和组织对钢的工艺性能有重要影响，在某些场合下对钢的使用性能也有影响。
碳溶入δ-Fe中形成间隙固溶体，呈体心立方晶格结构，因存在的温度较高，故称高温铁素体或δ固溶体，用δ表示，在1394℃以上存在，在1495℃时溶碳量最大。
碳的质量分数为0.09%。
图1：铁素体二、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（cementite），指铁碳合金按亚稳定平衡系统凝固和冷却转变时析出的Fe3C型碳化物。
钢的基本晶体组织分类
钢的基本晶体组织分类
钢是一种普遍应用的金属材料，因其优异的物理和化学性能而被广泛使用。
在制造和加工钢材时需要考虑其晶体组织，因为不同的晶体组织会对钢材的强度、延展性和韧性等性能产生影响。
本文将介绍钢的基本晶体组织分类。
1. 铁素体
铁素体是钢中最简单的晶体结构，也是最基本的组织类型。
它是由纯铁和约0.008%的碳组成的固溶体，在室温下呈现为铁的一种磁性状态。
因其在常温下具有优异的塑性和加工性，铁素体晶体组织的钢被广泛用于制造许多机械和结构用途。
2. 马氏体
马氏体是由铁素体通过淬火时的快速冷却而形成的组织类型。
它是一种排列紧密的六角晶体结构，具有良好的硬度和弹性。
马氏体晶体结构的钢被广泛应用于制造高硬度、高强度的刀具和轴承等应用。
3. 贝氏体
贝氏体是一种由铁素体通过淬火后的加热而形成的中等硬度的组织类型。
它是由大小不同的板状组织组成的，因其具有一定的硬度和韧性，所以在机械制造和工程结构中应用的较多。
5. 混合晶体组织
混合晶体组织是由多种晶体结构组成的，其中最常见的是铁素体和马氏体的混合晶体组织。
混合晶体组织钢的性能一般比单一晶体结构的钢更优异。
在钢的制造过程中，晶体组织的控制是至关重要的步骤。
通过合理的热处理和加工方式，可以控制钢材的晶体组织，从而获得优异的性能和应用前景。
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常见金相组织和性能1奥氏体A：碳在γ-Fe中的固溶体，在合金钢中是碳和合金元素溶解在γ-Fe中的固溶体。
塑性很高，硬度和屈服点较低，布氏硬度值一般为170-220HB，使钢中质量体积最小的组织。
在114 7摄氏度时可溶碳2.11%，在727摄氏度时可溶碳0.77%。
2铁素体F：碳与合金元素溶解在α-Fe中的固溶体。
铁素体的性能接近纯铁，硬度低（约为80-100HB），塑性好。
固溶有合金元素的铁素体能提高钢的强度和硬度。
在727摄氏度时，碳在铁素体中的溶解为0.022%，在常温下含碳量为0.008%。
3渗碳体Fe3C：铁和碳的化合物，又称碳化铁。
常温下铁碳合金中碳大部分以渗碳体存在。
渗碳体在低温下有弱磁性，高于21 7摄氏度时消失。
渗碳体的熔化温度为1600摄氏度，含碳量为6. 67%，硬度很高（约为＞700HB），脆性很大，塑性近乎于零。
4、珠光体P：铁素体和渗碳体的混合物，是含碳量为0.77%的碳钢共析转变得产物，有铁素体和渗碳体相间排列的片层状组织。
珠光体的片间距取决于奥氏体分解时的过冷度，过冷度越大形成的珠光体片间距越小。
按片间距的大小，又分为珠光体、索氏体和屈氏体。
由于他们没有本质上的区别，故通称为珠光体。
粗片状珠光体，是奥氏体在650-700摄氏度高温分解的产物，硬度约为190-230HB。
索氏体S，是奥氏体在600-650摄氏度高温分解的产物，硬度约为240-320HB。
屈氏体T，是奥氏体在500-600摄氏度高温分解的产物，硬度为330-400HB。
5、马氏体M，是碳在α-Fe中的过饱和固溶物。
具有很高的硬度（约为640-760HB），很脆，冲韧性低，断面收缩率和延伸率几乎等于零。
由于过饱和的碳使晶格发生畸变，因此马氏体的质量体积较奥氏体大，钢中马氏体形成时产生很大相变应力。
含锰、铬、镍、钼的低合金高强度钢经调制处理后的金相组织为回火低碳马氏体，这种马氏体具有较高的强度和较好的韧性。
6、贝氏体B，过冷奥氏体在中温区间（约250-450摄氏度）相变产生的，过饱和的铁素体和渗碳体混合物。
在接近珠光体形成温度所生成的组织叫“上贝氏体”，其强度小于同一温度形成的细片珠光体，脆性很大。
在300摄氏度附近形成的组织叫“下贝氏体”，其与相同的回火马氏体强度相近，下贝氏体性能由于上贝氏体，有时甚至优于回火马氏体。
铁素体钢铁素体钢含铬大于14％的低碳铬不锈钢，含铬大干27％的任何含碳量的铬不锈钢，以及在上述成分基础上再添加有钼、钛、铌、硅、铝、、钨、钒等元素的不锈钢，化学成分中形成铁素体的元素占绝对优势，基体组织为铁素。
这类钢在淬火（固溶）状态下的组织为铁素体，退火及时效状态的组织中则可见到少量碳化物及金属间化合物。
属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25，Cr25Mo3Ti、Cr28等。
铁素体不锈钢因为含铬量高，耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好，但机械性能与工艺性能较差，多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。
铁素体不锈钢带的冷轧加工，增加工作辊的粗糙度，工作辊分成精轧辊，用于最后１－２道次轧制，粗轧辊用于其余道次轧制；前三道次的压下率减少和增加，其余道次压下率递减，最后１－２道次控制在１５－８％，控制第１道次的前、后张力，单位张力不大于５公斤／毫米↑［２］。
工作辊的粗糙度提高，使消除表面缺陷的能力提高，降低了成本，提高了轧制速度、产量。
调整压下率，使材料各向异性得到有效控制，产品质量提高。
控制前、后张力，使打滑断带、绞入事故下降，板形得到提高。
奥氏体组织奥氏体是碳溶解在γ－Fe中的间隙固溶体，常用符号A表示。
它仍保持γ－Fe 的面心立方晶格。
其溶碳能力较大，在727℃时溶碳为ωc＝0.77％,1148℃时可溶碳2.11％。
奥氏体是在大于727℃高温下才能稳定存在的组织。
奥氏体塑性好，是绝大多数钢种在高温下进行压力加工时所要求的组织。
奥氏体组织就是由奥氏体单晶体结晶形成的团状组织,镶嵌在钢材只中,改善钢材性能。
在淬火处理中，铁的晶体结构转变其性质变化的内在因素。
奥氏体不锈钢，是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。
钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。
奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni 钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。
奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化，如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性马氏体组织对固态的铁基合金(钢铁及其他铁基合金)以及非铁金属及合金而言，是无扩散的共格切变型相转变，即马氏体转变的产物。
就铁基合金而言，是过冷奥氏体发生无扩散的共格切变型相转变即马氏体转变所形成的产物。
铁基合金中常见的马氏体，就其本质而言，是碳和(或)合金元素在α铁中的过饱和固溶体。
就铁-碳二元合金而言，是碳在α铁中的过饱和固溶体。
马氏体（M）是碳溶于α-Fe的过饱和的固溶体，是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相。
其比容大于奥氏体、珠光体等组织，这是产生淬火应力，导致变形开裂的主要原因。
马氏体最初是在钢（中、高碳钢）中发现的：将钢加热到一定温度（形成奥氏体）后经迅速冷却（淬火），得到的能使钢变硬、增强的一种淬火组织。
莱氏体高碳的铁基合金在凝固过程中发生共晶转变所形成的奥氏体和碳化物(或渗碳体)所组成的共晶体。
莱氏体（ledeburite）莱氏体是液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体，其含碳量为ωc＝4.3％。
当温度高于727℃时，莱氏体由奥氏体和渗碳体组成，用符号Ld表示。
在低于727℃时，莱氏体是由珠光体和渗碳体组成，用符号Ld’表示，称为变态莱氏体。
因莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体，所以硬度高，塑性很差分为高温莱氏体和低温莱氏体两种。
奥氏体和渗碳体组成的机械混合物称高温莱氏体，用符号Ld或（A+Fe3C）表示。
由于其中的奥氏体属高温组织，因此高温莱氏体仅存于727℃以上。
高温莱氏体冷却到727℃以下时，将转变为珠光体和渗碳体机械混合物（P+Fe3C）,称低温莱氏体，用Ld'表示。
莱氏体含碳量为4.3%。
由于莱氏体中含有的渗碳体较多，故性能与渗碳体相近，即极为硬脆珠光体奥氏体从高温缓慢冷却时发生共析转变所形成的，其立体形态为铁素体薄层和碳化物(包括渗碳体)薄层交替重叠的层状复相物。
广义则包括过冷奥氏体发生珠光体转变所形成的层状复相物。
珠光体的性能介于铁素体和渗碳体之间,强韧性较好.其抗拉强度为750 ~900MPa,180 ~280HBS,伸长率为20 ~25%,冲击功为24 ~32J.力学性能介于铁素体与渗碳体之间,强度较高,硬度适中,塑性和韧性较好σb=770MPa,180HBS,δ=20%~35%,AKU=24~32J)。
奥氏体γ铁内固溶有碳和(或)其他元素的、晶体结构为面心立方的固溶体。
微观表述：γ－Fe为面心立方晶体，其最大空隙为0.51×10－8cm，略小于碳原子半径，因而它的溶碳能力比α－Fe大，在1148℃时，γ－Fe最大溶碳量为2.11％，随着温度下降，溶碳能力逐渐减小，在727℃时其溶碳量为0.77％。
性能特点：奥氏体是一种塑性很好，强度较低的固溶体，具有一定韧性。
不具有铁磁性。
因此，分辨奥氏体不锈钢刀具(常见的18－8型不锈钢）的方法之一就是用磁铁来看刀具是否具有磁性。
古代铁匠打铁时烧红的铁块既处于奥氏体状态。
另外，奥氏体因为是面心立方，四面体间隙较大，可以容纳更多的碳。
碳溶解在γ铁中形成的一种间隙固溶体，呈面心立方结构，无磁性。
奥氏体是一般钢在高温下的组织，其存在有一定的温度和成分范围。
有些淬火钢能使部分奥氏体保留到室温，这种奥氏体称残留奥氏体。
在合金钢中除碳之外，其他合金元素也可溶于奥氏体中，并扩大或缩小奥氏体稳定区的温度和成分范围。
例如，加入锰和镍能将奥氏体临界转变温度降至室温以下，使钢在室温下保持奥氏体组织，即所谓奥氏体钢。
活能大，扩散系数小，从而使其热强性好。
故奥氏体钢可作为高温用钢。
铁素体铁或其内固溶有一种或数种其他元素所形成的晶体点阵为体心立方的固溶体素体还是珠光体组织的基体。
在碳钢和低合金钢的热轧（正火）和退火组织中，铁素体是主要组成相；铁素体的成分和组织对钢的工艺性能有重要影响，在某些场合下对钢的使用性能也有影响。
纯铁在912℃以下为具有体心立方晶格（注1）的α-Fe。
碳溶于α-Fe中的间隙固溶体称为铁素体，以符号F表示。
由于α-Fe是体心立方晶格结构，它的晶格间隙很小，因而溶碳能力极差，在727℃时溶碳量最大，可达0.0218％,随着温度的下降溶碳量逐渐减小，在600℃时溶碳量约为0.0057％，在室温时溶碳量几乎等于零。
因此其性能几乎和纯铁相同，其数值如下：抗拉强度 180—280MN/平方米屈服强度 100—170MN/平方米延伸率30--50％断面收缩率 70--80％冲击韧性 160—200J/平方厘米硬度HB 50—80由此可见，铁素体的强度、硬度不高，但具有良好的塑性与韧性。
铁素体的显微组织与纯铁相同，呈明亮的多边形晶粒组织，有时由于各晶粒位向不同，受腐蚀程度略有差异，因而稍显明暗不同。
铁素体在770℃以下具有铁磁性，在770℃以上则失去铁磁性。
渗碳体定义：晶体点阵为正交点阵，化学式近似于碳化三铁的一种间隙式化合物渗碳体（cementite）——铁碳合金按亚稳定平衡系统凝固和冷却转变时析出的Fe3C 型碳化物。
分为一次渗碳体（从液体相中析出）、二次渗碳体（从奥氏体中析出）和三次渗碳体（从铁素体中析出）。
渗碳体的分子式为 Fe3C ，它是一种具有复杂晶格结构的间隙化合物。
它的含碳量为 6.69 ％；熔点为1227 ℃左右；不发生同素异晶转变；但有磁性转变，它在230 ℃以下具有弱铁磁性，而在230 ℃以上则失去铁磁性；其硬度很高（相当于HB800 ），而塑性和冲击韧性几乎等于零，脆性极大。
渗碳体不易受硝酸酒精溶液的腐蚀，在显微镜下呈白亮色，但受碱性苦味酸钠的腐蚀，在显微镜下呈黑色。
渗碳体的显微组织形态很多，在钢和铸铁中与其他相共存时呈片状、粒状、网状或板状。
渗碳体是碳钢中主要的强化相，它的形状与分布对钢的性能有很大的影响。
同时Fe3C 又是一种介（亚）稳定相，在一定条件下会发生分解。
特点它的含碳量为6.69％；熔点为1227℃左右；不发生同素异晶转变；但有磁性转变，它在230℃以下具有弱铁磁性，而在230℃以上则失去铁磁性；其硬度很高（相当于HB800），而塑性和冲击韧性几乎等于零，脆性极大。
渗碳体不易受硝酸酒精溶液的腐蚀，在显微镜下呈白亮色，但受碱性苦味酸钠的腐蚀，在显微镜下呈黑色。