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——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(nèi)合金的相結(jié)構(gòu)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(shù)，大幅度地改變某一成分合金的組織和性能。

鐵碳合金中合金相的形成，與純鐵的晶體結(jié)構(gòu)及碳在合金中的存在形式有關(guān)。純鐵有三種同素異構(gòu)狀態(tài)：912℃以下為體心立方晶體結(jié)構(gòu)，稱α-Fe；912～1394℃為面心立方晶體結(jié)構(gòu)，稱γ-Fe；1394℃以上，又呈體心立方結(jié)構(gòu)，稱δ-Fe。在液態(tài)，在低于7%碳范圍，碳和鐵可完全互溶；在固態(tài)，碳在鐵中的溶解是有限的，并且溶解度取決于鐵（溶劑）的晶體結(jié)構(gòu)。與鐵的三種同素異構(gòu)物相對應(yīng)，碳在鐵中形成的固溶體有三種：α固溶體（鐵素體）、γ固溶體（奧氏體）和δ固溶體（δ鐵素體）。這些固溶體中，鐵原子的空間分布與α-Fe、γ-Fe和δ-Fe一致，碳原子的尺寸遠(yuǎn)比鐵原子為小，在固溶體中它處于點(diǎn)陣的間隙位置，造成點(diǎn)陣畸變。碳在γ-Fe中的溶解度，但不超過2.11%；碳在α-Fe中的溶解度不超過0.0218%；而在δ-Fe中不超過0.09%。當(dāng)鐵碳合金的碳含量超過在鐵中的溶解度時(shí)，多余的碳可以以鐵的碳化物形式或以單質(zhì)狀態(tài)（石墨）存在于合金中，可形成一系列碳化物，其中Fe3C（滲碳體，6.69%C）是亞穩(wěn)相，它是具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的間隙化合物。石墨是鐵碳合金的穩(wěn)定平衡相，具有簡單六方結(jié)構(gòu)。Fe3C有可能分解成鐵和石墨穩(wěn)定相，但該過程在室溫下是極其緩慢的。

農(nóng)業(yè)廢鋼鐵

農(nóng)業(yè)廢鋼鐵來源于損壞的各種農(nóng)業(yè)設(shè)施如閘、壩、橋、具、工器具等，由于我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化起步較晚，尚不發(fā)達(dá)，農(nóng)業(yè)廢鋼中廢鑄鐵、工具鋼較多。

鐵路廢鋼鐵

我國的鐵路建設(shè)發(fā)展很快，隨著高鐵、動(dòng)車組、鐵路提速的大發(fā)展，原有的鐵路設(shè)施與之越來越不相適應(yīng)。因此，淘汰報(bào)廢了許許多多的鐵路設(shè)施，如機(jī)車、車廂、道軌等。

這部分廢鋼鐵質(zhì)量優(yōu)越，絕大部分是重型料。且化學(xué)成分清晰，鋼水回收率高。這部分廢鋼鐵是各鋼鐵企業(yè)的搶手貨。隨著鐵路事業(yè)的發(fā)展，這方面的廢鋼鐵會越來越多，應(yīng)當(dāng)引起廢鋼鐵經(jīng)營者和使用者的關(guān)注。來自鐵路的廢鋼有碳素鋼和合金鋼。