是否存在“非铁钢”？

有许多钢合金，主要包含铁，碳和其他一些金属。一般而言，我们可以将它们视为某种钢。

我的问题是：是否存在“有色钢”？我想到的是纯净的，不含铁的金属，其中含有少量碳，就像添加到铁中将其变成钢一样。或以另一种方式问道，除了铁以外，还有其他金属掺杂有碳以形成像钢一样的合金吗？

通常，碳的添加如何影响这些金属的性能？

铁和碳之间的相互作用使它们不同于大多数工程合金。这与C和Fe原子的相对大小及其化学性质有关。

碳原子的大小恰好适合于将自身插入铁的晶格中，这使晶格变形到足以比纯铁更坚硬的程度。但是，真正重要的部分是碳的存在可以对钢进行热处理。在这里，它被加热到一个高于临界温度的温度，在该温度下晶体结构发生变化，如果将其快速冷却，碳含量会阻止其在室温下恢复为“正常”结构，而是形成一种多相结构，该结构处于高应力状态但化学性质稳定，因此非常坚硬，抗拉强度高。这可以通过控制再加热来进一步修改，以部分逆转这种转变并生产出具有可控制的强度硬度和韧性的材料。

请注意，以上内容是快速概览，并且有整本关于钢的详细行为的书，因为铁碳系统可以以几种不同的状态存在，具有不同的晶体结构以及它们的各种微观结构组合。

这种热处理几乎是钢所独有的，并且与大多数合金的行为方式肯定有很大不同，这是铁和碳之间特定相互作用的结果，并且取决于铁可以以体心和面心同时存在的事实。立方晶体。

还可以通过非常低的碳浓度（通常小于1.2％左右）来实现。实际上，按质量计，只有约0.7％的碳可溶于铁，任何多余的碳都倾向于形成碳化物或以石墨形式沉淀出来（如铸铁一样）。

使用了各种金属碳化物（例如碳化钨），但这些实际上是陶瓷，而不是固溶体合金。

还存在至少一种类型的不锈钢（H1），其经过沉淀硬化并包含氮而不是碳。这是与碳钢不同的硬化机制。消除碳的目的是提高耐腐蚀性，尤其是在盐水中。我只遇到过这是刀中的刀片钢。也有低碳不锈钢，但是它们不能通过热处理硬化，并且设计用于提高可焊接性。

钢被定义为铁和碳的合金。没有像有色钢这样的东西。如果将某些其他金属与碳合金化，则它会变成钢以外的东西。寻找不含铁的钢就像寻找不含铜的黄铜或青铜。您可以将铜以外的东西与锌，锡或铝合金化，但这些东西不是黄铜或青铜。

至于其他含有碳的合金，此Wikipedia文章提供了各种合金的好清单（如您所见，其中有很多），并进行搜索，您会发现其中没有一种。除了铁以外，还有许多与碳合金化的东西。至于为什么，我没有一个好的答案。

简介：Fe-C系统以及钢都是独特的，这是由于共析物从高溶解度相转变为低溶解度相，可实现多种微观结构和特性，这些结构高度且相对容易调节。当与碳合金化时，其他第一行过渡金属具有不同的，难以开发的行为。

Fe-C是唯一在其相图中具有共析转变的第一行过渡金属碳系统。共析转变在冷却时将奥氏体转变为铁素体和渗碳体。奥氏体的碳溶解度高，铁素体的碳溶解度低。我之所以选择第一行过渡金属，是因为它们的化学行为趋于“接近”钢，并且具有相似的成本，密度和其他“明显的”性能（with除外，,极为罕见且昂贵） ，对于这个答案，检查所有70种以上的金属是相当多的工作。

共析转变的性质允许许多微结构，因此具有高度的可调谐特性。考虑以不同速率奥氏体化和冷却的共析钢：

• 如果缓慢冷却，则会形成中等延展性，中等强度的珠光体组织。珠光体是由相互配合的成核和生长过程产生的，因为碳在转变为铁素体的过程中会离开奥氏体，从而形成铁素体和渗碳体的交替薄片。
• 如果适度快速冷却，然后等温保持一段时间，则会形成硬得多的贝氏体组织。贝氏体形成的动力学尚不十分清楚，但其微观结构是渗碳体和铁素体的组织性较差，这也是由于随着奥氏体转变成铁素体而从溶液中析出的碳所致。
• 如果极快地冷却，则会形成非常坚硬的马氏体显微组织。马氏体形成是一种无扩散过程，其中碳在转变为BCC结构时被捕获在奥氏体中，从而使晶格变形为难以进一步应变的应变BCT结构，因此强度很高。通过改变碳的数量并根据热处理时间表进行创新，可以提供各种各样的微结构组合。

通过适当的合金化和热处理，可以在同一材料中保留所有残余奥氏体，铁素体，珠光体，贝氏体和马氏体的钢。这种复杂的微观结构在其他第一行过渡金属碳系统中是不可能的。

所有宽的热处理能力和广泛的微观结构和特性归因于共析相转变的存在，该共析相转变将高溶解度相转变为低溶解度相。共析转变本身是由于从奥氏体（FCC）到铁素体（BCC）的相变而导致的碳溶解度显着降低。您的问题的答案实际上是“否”，没有其他合金（据我所知）在加工过程中表现得像钢。另一个问题的答案是，碳对其他第一行过渡金属的影响较小，而可利用的影响较小。

下面是用于比较的Fe-C，Ni-C和Mn-C相图。请注意，Fe-C相图在0.2 a / a C处停止，而其他相变为1.0 a / aC。Ni-C没有共析物，只有共晶转变，因此只能沉淀硬化。在固化过程中必须发生任何其他微结构的形成。Mn-C相图具有共析物，但它从高溶解度相转变为另一个高溶解度相，这意味着在较低温度相中会存在大量碳（相较于将近10％a / a C钢中的A / a C含量低于1％），这将导致极高的脆性。

看评论。基于以下内容的起点：

Super 13cr is defined as a low-carbon stainless steel. The chemical composition specified from suppliers such as Sumitomo specifies Fe min 0%- Max 0%, C is to be below 0,03.
    Commonly used in oil and gass applications to resist sour environments and some H2S. But it's expensive as... 4 chickens, in solid gold.

http://www.howcogroup.com/materials/mechanical-tubing-octg/grade-super-13-cr-13-5-2-tube.html