鐵碳合金，是以鐵和碳為組元的二元合金。鐵基材料中應(yīng)用多的一類(lèi)——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(wú)碳的工業(yè)純鐵到含碳4%左右的鑄鐵，在此范圍內(nèi)合金的相結(jié)構(gòu)和微觀(guān)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(shù)，大幅度地改變某一成分合金的組織和性能。

按鑄鐵中存在形式分類(lèi)

根據(jù)碳在鑄鐵中存在的形式不同鑄鐵可分為：白口鑄鐵（絕大部分碳以滲碳體形式存在于鑄鐵中）、灰口鑄鐵（絕大部分碳以片狀石墨形式存在）、可鍛鑄鐵（由白口鑄鐵經(jīng)石墨化退火制成，其中碳以團(tuán)絮狀石墨形式存在）和球墨鑄鐵（在澆注前經(jīng)球化處理，碳以球狀或團(tuán)狀石墨存在。

氫在鋼中能造成很多嚴(yán)重缺陷，如產(chǎn)生白點(diǎn)、點(diǎn)狀偏析、氫脆、表面鼓泡和焊縫熱影響區(qū)內(nèi)的裂縫等。為保證鋼的質(zhì)量，必須盡可能降低鋼中氫的含量。脫氧帶入的殘余元素如鋁，可減小低碳鋼的時(shí)效傾向，還可以細(xì)化晶粒，提高鋼在低溫下的韌性，但余量不宜過(guò)多。由爐料中帶入的殘余元素如鎳、鉻、鉬、銅等，含量高時(shí)可提高鋼的淬透性，但對(duì)要求具有高塑性的專(zhuān)用鋼，如深沖用鋼板，則是不利的。

低碳鋼的時(shí)效通常有淬火時(shí)效和應(yīng)變時(shí)效兩種，都是由間隙元素作用引起的，主要是由于碳、氮、氧的重新分布所造成。

淬火時(shí)效即鋼由高溫快速冷卻后性能隨時(shí)間而變化的現(xiàn)象。鋼中含碳量、脫氧程度和含氮量對(duì)淬火時(shí)效都有很大影響，低碳鋼、脫氧不充分的沸騰鋼和含氮量較高的鋼發(fā)生淬火時(shí)效顯著，含碳約0.3%的中碳鋼，由淬火時(shí)效所引起的性能變化已大為減弱，含碳約0.6%的高碳鋼，實(shí)際上不起時(shí)效硬化作用。