铁碳合金,是以铁和碳为组元的二元合金。铁基材料中应用多的一类——碳钢和铸铁,就是一种工业铁碳合金材料。钢铁材料适用范围广阔的原因,首先在于可用的成分跨度大,从近于无碳的工业纯铁到含碳4%左右的铸铁,在此范围内合金的相结构和微观组织都发生很大的变化;另外,还在于可采用各种热加工工艺,尤其金属热处理技术,大幅度地改变某一成分合金的组织和性能。
碳素钢有各种分类方法,如按化学成分(即以含碳量)可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。按钢的品质可分为普通碳素钢和优质碳素钢。按用途则又可分为碳素结构钢、碳素工具钢。此外,还可以按冶炼方法和所保证的性能要求等来进行分类。
按铸铁中存在形式分类
根据碳在铸铁中存在的形式不同铸铁可分为:白口铸铁(绝大部分碳以渗碳体形式存在于铸铁中)、灰口铸铁(绝大部分碳以片状石墨形式存在)、可锻铸铁(由白口铸铁经石墨化退火制成,其中碳以团絮状石墨形式存在)和球墨铸铁(在浇注前经球化处理,碳以球状或团状石墨存在。
冶炼、加工对碳素钢性能的影响碳素钢大都采用氧气转炉和平炉冶炼,优质碳素钢也采用电弧炉生产。根据炼钢过程脱氧程度的不同,碳素钢可分为钢、沸腾钢和介于两者之间的半钢。冶炼方法对钢的性能影响,主要是通过钢的纯净度而起作用的。近年来人们通过真空处理、炉外精炼和喷吹技术等,都可获得更高纯净度的钢,从而显著改善了碳素钢的品质。