肥粒鐵

形態成分

肥粒鐵晶界圓滑，晶內很少見孿晶或滑移線，顏色淺綠、發亮，深腐蝕後發暗。鋼中肥粒鐵以片狀、塊狀、針狀和網狀存在。

這部分肥粒鐵稱為先共析肥粒鐵或組織上自由的肥粒鐵。隨形成條件不同，先共析肥粒鐵具有不同形態，如等軸形、沿晶形、紡錘形、鋸齒形和針狀等。肥粒鐵還是珠光體組織的基體。在碳鋼和低合金鋼的熱軋（正火）和退火組織中，肥粒鐵是主要組成相；肥粒鐵的成分和組織對鋼的工藝性能有重要影響，在某些場合下對鋼的使用性能也有影響。

肥粒鐵的結晶構造是體心立方，也就是在正立方體晶格的八個角各有一個原子，在中心還有一個原子。由於原子晶格間距很小，很難溶進碳原子，在727°C的共析點時只能溶進約0.02%的碳，在常溫時只能溶進0.006%，因此肥粒鐵的性質和純鐵相似，強度與硬度都是鋼鐵組織中最軟的，勃氏硬度只有約HB80，但是富於延展性，實際上純鐵也可說是由肥粒鐵構成。

由於碳原子將近是結晶格子空隙的兩倍大，溶進肥粒鐵中的碳原子會受到很大的應力，因此肥粒鐵中溶有愈多的碳，其強度也就愈高，而延展性則下降。純鐵從高溫的沃斯田鐵狀態冷卻到911°C時，就會變態成肥粒鐵。鋼則會在冷卻到變態溫度時，因含碳量不同而先析出肥粒鐵或雪明碳鐵。由於沃斯田鐵的密度較肥粒鐵高，因此在發生變態時，鋼鐵材料會發生膨脹。

主要性能

純肥粒鐵組織具有良好的塑性和韌性，但強度和硬度都很低；冷加工硬化緩慢，可以承受較大減面率拉拔，但成品鋼絲抗拉強度很難超過1200MPa。由於肥粒鐵含碳量很低，其性能與純鐵相似，塑性、韌性很好，伸長率δ=45%～50%。強度、硬度較低，σb≈250MPa，而HBS=80。

純鐵在912℃以下為具有體心立方晶格。碳溶於α-Fe中的間隙固溶體稱為肥粒鐵，以符號F表示。由於α-Fe是體心立方晶格結構，它的晶格間隙很小，因而溶碳能力極差，在727℃時溶碳量最大，可達0.0218%,隨著溫度的下降溶碳量逐漸減小，在600℃時溶碳量約為0.0057%，在室溫時溶碳量約為0.0008%。因此其性能幾乎和純鐵相同，其機械性能如下：