碳素钢是指指除碳外，仅含有少量的锰、硅、硫、磷、氮等元素。这此元素因为冶炼的原因进入钢内，对钢的性能有一定的影响。碳素钢按含碳量进行划分，含碳量的质量分数小于等于0.25%称为低碳钢，含碳量在0.25%~0.6%称中碳钢，含碳量大于0.6%称为高碳钢。
碳素钢和低合金钢大部分属于亚共析钢，随着工艺处理不同，会出现多种不同的组织。如铁素体、渗碳体、珠光体、魏氏组织、奥氏体、马氏体、回火马氏体、回火托氏体、回火索氏体、贝氏体等。
一、铁素体
又称纯铁体，属体心立方结构。在光学显微镜下，铁素体呈白亮色多边形，也可呈块状、月牙状、网络状等，其性软而韧，一般硬度为100HB左右；
铁素体
二、渗碳体
是一种化合物。其性硬而脆，硬度在HV800以上，其状态呈白色的片状、粒状、网络状、半网络状等。
三、珠光体
是铁素体和渗碳体的机械混合物。珠光体的粗细主要取决于其形成温度及冷却速度，奥氏体的过冷 度越大，形成的珠光体越细，其硬度和强度也越高。按碳化物的分布形态以将其分为片状珠光体和球状珠光体。
珠光体
四、魏氏组织
亚共析钢在锻造、铸造、轧制、焊接和热处理时，由于高温形成粗晶奥氏体。在冷却时，游离铁素体沿着晶界呈网状析出外，还有一部份按切变机制形成铁素体从晶界并排向晶粒内部生长，或在晶粒内部独自析出，称为魏氏组织。
魏氏组织
五、贝氏体
是钢的奥氏体在珠光体转变区以下，M3点以上的中温区产物，从金相形态上看，呈羽毛状、针状和粒状。
贝氏体
六、奥氏体
在合金钢中，是碳和合金元素固溶于Y-FE中的固溶体。具有面心立方结构。
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