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1、从材料结构角度解释：高温熔融状态下，铁原子之间的间隙较大，碳原子固溶于铁原子之间，形成的铁碳固溶体中碳含量高。钢水冷却过程中，铁原子的排列更加紧密，原子间间隙变小，原本固溶的碳原子自然析出。
碳钢也叫做是碳素钢，是一种内部含碳量接近2％的铁碳合金。在碳钢材料中，除了含有碳元素外，还有其它多种成分，如锰元素，硫元素或者硅元素。
加工温度和变形速度合适，变形分布均匀，变形为压应力状态，材料表面光洁，可锻性也较高。一般合金钢和高合金钢的可锻性比碳钢差；而纯金属和铝等有色金属的可锻性比较好。
铁基材料中应用最多的一类——碳钢和铸铁，就是一种工业铁碳合金材料。
铸铁是含碳量大于11%的铁碳合金，由工业生铁、废钢等钢铁及其合金材料经过高温熔融和铸造成型而得到，除Fe外，还含及其它铸铁中的碳以石墨形态析出。
铁素体是纯铁的晶体结构，在铁碳合金中存在于温度较低的区域。铁素体的硬度较低，但具有很高的韧性和延展性，被广泛应用于建筑材料、电气设备等领域。
1、当含碳量在某个数值之下时，含碳量越高，但碳化物比例太高了，材料会变得很脆，强度会变得很低。比如45号钢比20号钢的强度高，但T12钢的硬度比45号钢硬，但强度比45号低。
2、随着含碳量的增加，硬度 和 强度 都逐渐升高，当碳含量在1％左右的时候强度降低，其 韧性 塑性 一直在下降。
3、钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当含碳量 超过0.23%时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。
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