3.4.3.1　成分与组织的关系

由 Fe-Fe3C相图可知，铁碳合金的室温平衡组织都由 F 相和 Fe3C 相组成，随着含碳量的增加，F 相的量逐渐减少，Fe3C相的量逐渐增多，其变化呈线性关系，见图3.50（c）。改变含碳量，不仅组成相的质量分数会发生变化，而且产生不同的结晶过程，导致组成相的形态、分布变化，从而改变了铁碳合金的组织。随着含碳量的增加，室温组织按下列顺序变化：

组成相的相对含量及组织形态的变化，会对铁碳合金性能产生很大的影响。

3.4.3.2　成分与性能的关系

由于铁素体是软韧相，而渗碳体是硬脆相，故铁碳合金的力学性能取决于铁素体与渗碳体两相的相对量及其相互分布特征。

铁碳合金的性能与成分的关系如图3.50（d）所示。(www.daowen.com)

图3.50　铁碳合金的成分-组织-性能的对应关系

随着含碳量的增加，铁碳合金中硬度高的渗碳体相增多，硬度低的铁素体相减少，所以合金的硬度呈直线关系增大。

强度是一个对组织形态很敏感的性能。珠光体是铁素体与渗碳体层片交互排列形成的两相组织，渗碳体细片分布在软韧的铁素体基体上，起到强化作用，因此珠光体有较好的综合性能。珠光体的层片越细，强度越高。亚共析钢随着含碳量的增加，珠光体量增加，因而强度增大。但当含碳量超过共析成分后，由于强度很低的Fe3CⅡ沿晶界出现，合金强度的增大变慢，到含碳量高于 0.9%～1.0%后，由于晶界析出的Fe3CⅡ数量增多而呈连续网状分布，导致强度迅速降低。当含碳量达到2.11%时，组织中出现莱氏体，强度降到很低。

铁碳合金的塑性完全由铁素体相来提供。所以随着含碳量的增加，铁素体量不断减少，合金的塑性连续降低。到合金成为白口铸铁时，塑性降到接近于零。为了保证工业用钢具有足够的强度和适当的塑性、韧性，其含碳量一般不超过1.3%～1.4%。

对于白口铸铁，由于组织中存在莱氏体，而莱氏体是以渗碳体为基体的硬脆组织，故白口铸铁具有很大的脆性，但硬度和耐磨性很高。对于某些表面要求高硬度和耐磨的零件，如犁铧、冷铸轧辊等，常用白口铸铁制造。