鋼鐵材料有七種基本組織結構：奧氏體、鐵素體、滲碳體、馬氏體、珠光體、貝氏體和萊氏體，其中奧氏體、鐵素體、滲碳體和馬氏體是基本相，珠光體、貝氏體和萊氏體是多相混合物。此外，魏氏組織也是較為常見的復相。

奧氏體

▶組織：碳在γ鐵中的固溶體。

▶特性：呈面心立方晶格。

最高溶碳量為2.06%，在一般情況下，具有高的塑性，但強度和硬度低(HB=170~220)。

奧氏體組織除了在高溫轉變時產生以外，在常溫時亦存在于不銹鋼、高鉻鋼和高錳鋼中，如奧氏體不銹鋼等。

 鐵素體

▶組織：碳在α鐵中的固溶體。

▶特性：呈體心立方晶格。

溶碳能力最小，****為0.02%；硬度和強度很低；而塑性和韌性很好。

含鐵素體多的鋼材（軟鋼）中用來做可壓、擠、沖板與耐沖擊震動的機件。這類鋼有超低碳鋼，如：0Cr13、1Cr13、硅鋼片等。

 滲碳體

▶組織：鐵和碳的化合物(Fe3C)，在鋼中以各種形態存在。

▶特性：呈復雜的八面體晶格，是碳鋼的主要強化相。

含碳量為6.67%，硬度很高（HRC70~75），耐磨，但脆性很大。因此，滲碳體不能單獨應用，而總是與鐵素體混合在一起。

碳在鐵中溶解度很小，所以在常溫下，鋼鐵組織內大部分的碳都是以滲碳體或其他碳化物形式出現。

馬氏體

▶組織：碳在α鐵中的過飽和固溶體。三維組織形態通常有片狀或者板條狀，但是在金相觀察中（二維）通常表現為針狀。

▶特性：晶體結構為體心四方結構（BCT），含碳1.6%，由奧氏體驟冷至150℃以下形成。

馬氏體分為片狀馬氏體和板條馬氏體。片狀馬氏體（高碳鋼淬火）具有高強度高硬度，但韌性很差，其特點是硬而脆。在具有相同屈服強度的條件下，板條馬氏體（中低碳鋼淬火）比片狀馬氏體的韌性好很多，即在具有較高強度、硬度的同時，還具有相當高的韌性和塑性。

 珠光體

▶組織：鐵素體片和滲碳體片交替排列的層狀顯微組織，是鐵素體（占88%）與滲碳體（占12%）機械混合物(共析體)。

▶特性：是過冷奧氏體進行共析反應的直接產物。

其片層組織的粗細隨奧氏體過冷程度不同，過冷程度越大，片層組織越細性質也不同。

奧氏體在約600℃分解成的組織稱為細珠光體(索氏體)，在500~600℃分解轉變成用光學顯微鏡不能分辨其片層狀的組織稱為極細珠光體(屈氏體)。它們的硬度較鐵素體和奧氏體高，而較滲碳體低，其塑性較鐵素體和奧氏體低而較滲碳體高。

 貝氏體

▶組織：由鐵素體和滲碳體組成的非層狀組織。

▶特性：過冷奧氏體在400~240℃等溫度轉變后的產物。

具有較高的強韌性配合。在硬度相同的情況下貝氏體組織的耐磨性明顯優于馬氏體，可以達到馬氏體的1~3倍，因此在鋼鐵材料中基體組織獲得貝氏體是人們追求的目標。

貝氏體轉變溫度介于珠光體轉變與馬氏體轉變之間。在貝氏體轉變溫度偏高區域轉變產物叫上貝氏體（350℃~550℃），其外觀形貌似羽毛狀，也稱羽毛狀貝氏體。沖擊韌性較差，生產上應力求避免。在貝氏體轉變溫度下端偏低溫度區域轉變產物叫下貝氏體（Ms~350℃）。其沖擊韌性較好。為提高韌性，生產上應通過熱處理控制獲得下貝氏體。

上貝氏體由許多從奧氏體晶界向晶內平行生長的條狀鐵素體和在相鄰鐵素體條間存在的斷續的，短桿狀的滲碳體組成。下貝氏體由含碳過飽和的片狀鐵素體和其內部析出的微細的碳化物組成。

 萊氏體

▶組織：常溫下是珠光體、滲碳體和共晶滲碳體的混合物。當溫度高于727℃時，萊氏體由奧氏體和滲碳體組成，用符號Ld表示。在低于727℃時，萊氏體是由珠光體和滲碳體組成，用符號Ld’表示，稱為變態萊氏體。

▶特性：鐵合金溶液含碳量在2.06%以上時，緩慢冷到1130℃便凝固出萊氏體。

萊氏體硬而脆(＞HB700)，是一種較粗的組織，不能進行壓力加工，如白口鐵。在鑄態含有萊氏體組織的鋼有高速工具鋼和Cr12型高合金工具鋼等。這類鋼一般有較大有耐磨性和較好的切削性。

魏氏組織

▶組織：亞共析鋼因為過熱而形成粗晶粒的奧氏體，這種粗大的奧氏體在較快的冷卻速度下會形成一種特殊的過熱組織，其組織特征為在一個粗大的奧氏體晶粒內會形成許多平行的鐵素體(滲碳體)針片，在鐵素體針片之間的剩余奧氏體最后轉變為珠光體，這種過熱組織稱為鐵素體(滲碳體)魏氏組織。

▶特性：魏氏組織使鋼的沖擊韌性、斷面收縮率下降，使鋼變脆，用完全退火的方法可以消除這種影響。

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