碳在铁晶格中溶解形成固溶体。溶解在α-铁中的固溶体称为铁素体,溶解在γ -铁中的固溶体称为奥氏体。铁素体和奥氏体都具有良好的塑性。当铁碳合金中的碳不能全部溶于铁素体或奥氏体时,剩余的碳将与铁铁碳化物(Fe3C)形成化合物。这种化合物的晶体结构称为渗碳体。硬度极高,塑性几乎为零。
从反映钢结构与钢含碳量和钢温度关系的铁碳平衡图可以看出,当含碳量恰好为0.77%时,当铁素体约占12%,铁素体约占88%时,合金在恒温下实现了相变。也就是说,在相变过程中(加热过程中)渗碳体和铁素体同时消失,在相变过程中出现渗碳体和铁素体同时消失,在相变过程中出现渗碳体和铁素体同时出现。在这一点上,这种结构与纯金属的相变是相似的。因此,人们将这种由特定比例组成的两相结构视为一种组织,将其命名为珠光体。这种钢叫做共析钢。即含碳量恰好为0.77%的钢称为共析钢,其组织为珠光体。
亚共析钢
常用结构钢的含碳量大多在0.5%以下。由于碳含量小于0.77%,组织中渗碳体的数量也小于12%,因此必须从渗碳体中去除一部分铁素体,形成珠光体。这种钢的结构是铁素体+珠光体。碳含量越低,钢组织中珠光体的比例越小,钢的强度越低,但塑性越好。这种钢统称为亚共析钢。
过共析钢
工具钢的含碳量往往超过0.77%,这种钢结构中渗碳体的比例超过12%。因此,除了与铁素体形成珠光体外,还存在过量的渗碳体,因此这类钢的组织为珠光体+渗碳体。这种钢统称为过共析钢。