在工业上，当含碳少于0.0218%的合金称为工业纯铁；含碳低于2.11%的铁碳合金称为钢；铸铁的含碳高于2.11%。如图1.2.b所示。在碳钢和铸铁中，除了碳之外，还会含有许多杂质，如硅、锰、硫、磷、氮、氢、氧等。这些杂质的形成是在冶炼过程中，由生铁、脱氧剂和燃料等带入的，会对钢铁性能产生一定的影响。

    钢铁是铁与C（碳）、Si（硅）、Mn（锰）、P（磷）、S（硫）以及少量的其他元素所组成的合金。其中除Fe（铁）之外，碳是其中最主要的元素，其含量会对钢铁的机械性能产生影响，故统称为铁碳合金。铁碳合金分为两大类：钢与生铁。含碳量在0.03～2%之间的铁碳合金成为钢。作为最常用的钢，碳钢有着冶炼方便、加工容易、价格低廉等优点。含碳量2～4.3%的铁碳合金称生铁。

1.3 纳米线

纳米线被定义为一种具有在横向上被限制在100纳米以下（纵向没有限制）的一维结构。典型的纳米线的纵横比在1000以上，因此它们通常被称为一维材料。纳米线在电子，光电子和纳电子机械器械中起到重要作用。可制造电子设备、用于太阳能的转换、促进化学反应、合成纤维和制造微电池等。

根据组成材料的不同，纳米线可分为不同的类型，包括金属纳米线，半导体纳米线和绝缘体纳米线。

金属钠米线的导电性远远小于块状材料，这可能因为金属钠米线表面有一些原子，没有像体材料那样被充分键合，所以产生边界效应，并且随着金属纳米线尺寸的减少，原子的数目相对整体数目增多，边界效应更加明显。所以随着尺寸的减少，金属纳米线的机械性能将会比块状材料更好，强度更高，韧性更好。正是由于材料在纳米尺度下的出色性质，纳米材料的研究长久以来一直是材料科学领域的前沿课题。

1.4 相变

物质从一种相转变为另一种相的过程叫做相变。相变是物质系统不同相之间的相互转变。固、液、气三相之间转变时，常伴有吸热或放热以及体积突变。当物体达到一定温度或压强时，通常会发生物相转变，当母相和产物相保持固体时状态，它被称为固-固相转变。常见的有石墨和金刚石的转变。

相变一般可分为一阶、二阶、或者更高阶的相变。在发生相变时，有体积的变化同时有热量的吸收或释放，这类相变即称为一级相变。 体积不变化的情况下，也不伴随热量的吸收和释放，只是热容量、热膨胀系数和等温压缩系数等的物理量发生变化，这一类变化称为二级相变。固/液/气之间的转换属于一级相变，而铁等材料中的铁磁相变属于二级相变。

1.5 马氏体相变

马氏体相变在金属材料中是很常见的，是一种在低温下进行的相变。马氏体相变时原子有规则地保持其相邻原子间的相对关系进行位移, 没有穿越界面的原子无规行走或顺序跳跃，因而新相承袭了母相的化学成分、原子序态和晶体缺陷，这种性质成为马氏体相变的无扩散性。在实际的工业生产中，也离不开马氏体相变规律。例如，马氏体强化钢铁，在钢铁热处理中利用相变规律来控制变形，以及改善性能等。文献综述

由于马氏体转变时新相和母相之间有着切变共格性，因此，马氏体转变后，新相和母相存在着严格的晶体学位向关系。例如在质量分数低于1.4%的碳钢中，马氏体和奥氏体之间有着下列位向关系

{110} α’// {111} γ    <111>α’//<110>γ

上述晶体学位向关系是1934年由Kurdjumov和Sachs提出了马氏体相变新的取向关系，称为K-S关系。