铁碳合金的基本组织
钢铁材料属于铁碳合金，其中铁和碳元素有两种基本结合方式，一是碳原子溶解到铁的晶格中形成固溶体；二是铁和碳原子按一定比例生成化合物。
铁碳合金的基本组织有铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体。
1.铁素体
碳溶于α-Fe形成的间隙固溶体称为铁素体，用符号F表示，保持α-Fe的体心立方晶格。铁素体的晶格间隙很小，因而溶碳能力极差，在727℃时溶碳量最大为0.0218%（质量分数），在室温下溶碳量仅为0.0008%（质量分数）。因而，固溶强化效果不明显，其性能与纯铁相近，表现为强度、硬度较低，塑性、韧性较好。低碳钢中含有较多的铁素体，故具有较好的塑性。
2.奥氏体
碳溶于γ-Fe形成的间隙固溶体称为奥氏体，用符号A表示，保持γ-Fe的面心立方晶格。在1148℃时，溶碳量最大为2.11%（质量分数），随着温度下降溶碳量逐渐减少，在727℃时溶碳量为0.77%（质量分数）。因为γ-Fe是在高温时存在的，所以奥氏体为高温组织，其强度、硬度一般随碳含量增加而提高，但强度、硬度仍然很低，而塑性较高。
3.渗碳体
渗碳体是铁和碳形成的一种具有复杂晶格结构的间隙化合物，用符号Fe 3 C表示，其碳含量为6.69%（质量分数），熔点为1227℃，其硬度很高，约为800HBW，而塑性、韧性极差，几乎为零，渗碳体不能单独使用，其数量、形状、大小和分布状况对钢和铸铁的性能有很大的影响，它是钢中的主要强化相。渗碳体在一定条件下会发生分解，形成石墨状的自由碳和铁。
4.珠光体
奥氏体从高温稳定状态缓慢冷却到727℃时，将分解为铁素体和渗碳体呈均匀分布的两相机械混合物，称为珠光体组织，用符号P表示。其碳含量为0.77%（质量分数），其组织特征可以看成是在铁素体的基体上均匀分布着强化相渗碳体。珠光体的力学性能介于铁素体和渗碳体之间，具有较高的强度和硬度，又有一定的塑性和韧性，其组织也适合于形变加工。
5.莱氏体
碳含量为4.3%（质量分数）的液态合金，缓冷到1148℃时，同时结晶出奥氏体和渗碳体呈均匀分布的混合物，称为高温莱氏体组织，用符号Ld表示。在727℃以下，莱氏体中的奥氏体将转变为珠光体，由珠光体和渗碳体组成的莱氏体，称为低温莱氏体，用符号Ld′表示。莱氏体的性能与渗碳体相似，硬度很高，塑性、韧性极差。