铁碳合金是人类广泛应用的金属材料。不同的铁碳合金成分，其和性能也有所不同。在钢铁材料的研究、热加工和热处理工艺制定，以及工艺废品原因的分析中，铁碳相图的重要性不言而喻。下面让我们跟随铁碳合金的典型、铁碳相图的剖析，以及平衡结晶过程，一起探究那些年我们熟知的铁碳相图。
一、铁碳合金的典型
1. 铁素体（Ferrite）：碳在-Fe中的固溶体，具有体心立方晶格。其力学性能特点是塑性和韧性良好，而强度和硬度较低。
2. 奥氏体（Austenite）：碳溶于-Fe中的间隙固溶体，具有面心立方晶格。奥氏体具有良好的强度和硬度，同时也有良好的塑性和韧性。
3. 渗碳体（Cementite）：铁和碳的化合物（Fe3C）。它硬度很高、耐磨，但脆性很大，塑性几乎为零。
4. 珠光体（Pearlite）：由铁素体和渗碳体组成的机械混合物。其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。
5. 其他：莱氏体、贝氏体、魏氏、马氏体等。
二、铁碳相图剖析
铁碳相图描述了Fe-C合金在不同温度下的相变过程和变化。根据含碳量的不同，Fe-C合金可分为工业纯铁、亚共析钢、共析钢、过共析钢、亚共晶白铸铁、共晶白铸铁和过共晶白铸铁等。还有包晶反应、共晶反应和共析反应等重要的相变反应。
三、铁碳合金的平衡结晶过程
1. 工业纯铁：室温下为铁素体+三次渗碳体。
2. 亚共析钢：基本反应包括匀晶反应、包晶反应、固溶体转变反应和共析反应。室温平衡为：先析铁素体+珠光体，珠光体的量随含碳量增加而增加。
3. 共析钢：基本反应为匀晶反应+共析反应。室温为100%的珠光体。
4. 过共析钢：基本反应包括匀晶反应、二次析出反应和共析反应。室温为珠光体+二次渗碳体，二次渗碳体沿奥氏体晶界呈网状析出。
5. 亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁和过共晶白口铸铁：它们的结晶过程和室温也各有不同。
