碳 [碳的元素符号 C；原子序数 6；晶型六角（石墨）/钻石立方（金刚石）；相对原子质量 12；密度 2.25g/c㎡；熔点 3727℃
；沸点 4830℃；比热容 0.693J/(g〃℃)]
碳是铸铁的基本元素，在铸铁中的存在形式主要有两种，一种是以游离碳石墨的形式存在，另一种是以化合碳渗碳体的形式存在。
碳是强烈促进石墨化的元素，增加碳量会增加石墨的数量，但会使石墨粗大；反之，减少碳量，会使石墨细小。
在灰铸铁中，碳的质量分数控制在2.7%～3.8%的范围内，碳主要以片状石墨形式存在，高碳灰铸铁的金相组织为铁素体和粗大的片
状石墨，机械强度和硬度较低，但挠度较好；低碳灰铸铁的金相组织为珠光体和细小的片状石墨，有较高的机械强度和硬度，但挠
度较差。由于灰铸铁的成分位于共晶点附近，因此具有良好的铸造性能，对于亚共晶范围的灰铸铁，增加碳含量能提高流动性，反
之，对于过共晶范围的灰铸铁，只有降低碳含量才能提高流动性。
在球墨铸铁中，碳的质量分数控制在3.5%～3.9%的范围内，经球化处理后，碳的质量分数通常会减少0.1%～0.3%，碳主要是以球状
石墨形式存在，石墨呈球状后，石墨数量对力学性能的影响就不十分重要，但为了改善铸造性能，碳总是维持在较高线，并且利用
石墨化的膨胀作用以补偿收缩，增加铸件的致密性，保证铸件有较高的力学性能。在共晶成分以上，增加碳含量易产生石墨漂浮，
降低力学性能；在共晶成分下，增加碳含量可以提高镁的吸收率，有利于球化，但降低碳含量易产生游离渗碳体，使力学性能降低
、脆性增加，同时增加缩孔和缩松等铸造缺陷。
在蠕墨铸铁中，碳的质量分数控制在3.5%～3.9%的范围内，经蠕化处理后，碳主要以蠕虫状石墨形式存在，碳高时，金属基体为铁
素体，抗拉强度、弹性模量和硬度有降低趋势，而冲击韧性和伸长率较好；碳低时，金属基体主要为珠光体，抗拉强度、弹性模量
和硬度有所改善，而冲击韧性和伸长率有所下降。为了获得良好的流动性且有较低的收缩性，通常希望碳质量分数在3.5%～3.8%
在可锻铸铁中，对于黑心可锻铸铁，碳的质量分数控制在2.3%～2.8%的范围内，碳主要以团絮状石墨形式存在。高碳量，对退火过
程中第一阶段石墨化影响不大，但能加快第二阶段石墨化速度；碳含量过高，容易析出初生石墨，出现麻口和灰口，或退火后石墨
数量增多并粗大疏松，导致力学性能下降；降低碳含量，可保证获得纯白口铸坯，使退火后得到的石墨细小、紧密、分布均匀，力
学性能较高；碳含量过低，会使流动性变差、容易产生缩松、缩孔和裂纹等缺陷。对于白心可锻铸铁，碳的质量分数控制在2.8%～
3.4%。
