鐵碳合金，是以鐵和碳為組元的二元合金。鐵基材料中應用多的一類——碳鋼和鑄鐵，就是一種工業(yè)鐵碳合金材料。鋼鐵材料適用范圍廣闊的原因，首先在于可用的成分跨度大，從近于無碳的工業(yè)純鐵到含碳4%左右的鑄鐵，在此范圍內合金的相結構和微觀組織都發(fā)生很大的變化；另外，還在于可采用各種熱加工工藝，尤其金屬熱處理技術，大幅度地改變某一成分合金的組織和性能。

碳素鋼有各種分類方法，如按化學成分（即以含碳量）可分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。按鋼的品質可分為普通碳素鋼和優(yōu)質碳素鋼。按用途則又可分為碳素結構鋼、碳素工具鋼。此外，還可以按冶煉方法和所保證的性能要求等來進行分類。

普通碳素結構鋼又稱普通碳素鋼，對含碳量、性能范圍以及磷、硫和其它殘余元素含量的限制較寬。在中國和某些國家根據(jù)交貨的保證條件又分為三類：甲類鋼（A類鋼）是保證力學性能的鋼。乙類鋼（B類鋼）是保證化學成分的鋼。特類鋼（C類鋼）是既保證力學性能又保證化學成分的鋼，常用于制造較重要的結構件。中國生產(chǎn)和使用多的是含碳量在0.20%左右的A3鋼（甲類3號鋼），主要用于工程結構。

有的碳素結構鋼還添加微量的鋁或鈮（或其它碳化物形成元素）形成氮化物或碳化物微粒，以限制晶粒長大，使鋼強化，節(jié)約鋼材。在中國和某些國家，為適應專業(yè)用鋼的特殊要求，對普通碳素結構鋼的化學成分和性能進行調整，從而發(fā)展了一系列普通碳素結構鋼的專業(yè)用鋼（如橋梁、建筑、鋼筋、壓力容器用鋼等）。

鐵碳合金相圖的應用

毛坯成型方法有：鑄造、焊接、鍛壓。其中鍛壓是這三種毛坯成型中綜合力學性能的一種。鍛壓工藝是將坯料加熱至奧氏體區(qū)域，使其有良好的塑性和低的抗變形性能，在施加外力的情況下改變其尺寸、結構、力學性能的加工方法。在這里可以知道，鍛壓是碳鋼在完全奧氏體化的情況下，其塑性好，有較低的抗變形能力。因此，要使其完全奧氏體化，其溫度控制合理，才能夠達到要求。從圖看線1、線3，分別代表的是亞共析鋼、過共析鋼組織隨溫度變化其性能會改變的情況。當亞共析鋼加熱到727℃時，P開始向A轉變。當繼續(xù)加熱至GS的交點a時，F(xiàn)完全轉變成A了。此時，塑性變形能力較好，抗變形能力小。溫度繼續(xù)上升，其塑性變形會有提高，但是溫度過高，施加壓力過程中，會使坯料表面產(chǎn)生加工硬化，同時會伴隨有脫碳現(xiàn)象。因此，一般將始鍛溫度控制在固相線以下200℃左右。終端溫度控制在PSK線以上60℃左右。合理控制好鍛壓溫度，既可以保證坯料有良好的鍛壓性能，能夠滿足預期形狀、尺寸精度要求。同時，可以避免加工硬化帶來的內應力裂紋、脫碳現(xiàn)象。鐵碳合金由含碳量不同被分為碳鋼、鑄鐵兩大類材料，鑄鐵的鑄造性能好，強度硬度高屬脆性材料。碳鋼鑄造性能一般，但綜合力學性能較鑄鐵好。因此，對于結構復雜又承受靜載荷零件選擇鑄鐵。對于形狀復雜而又要求有一定力學性能承受一定量動載荷的零件，可以考慮用碳鋼，或者合金鋼。