什么是純鐵[1]

純鐵是指工業(yè)純鐵，它的含鐵量為99.8%~99.9%,。其余為十幾種雜質(zhì)元素,，如C、Si,、Mn,、S、P等,，其中碳的含量約占0.0008%~0.0218%,。

純鐵的特點[2]

(1)純鐵的概念

鐵碳合金相圖中，熔點為1538℃,，含碳量為零的8-Fe,，稱其為純鐵。煉鋼使用的工業(yè)純鐵是含碳量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))≤0.020%,，并含有硅,、錳、磷,、硫,、鋁等元素，有別于純鐵,。

(2)純鐵的晶格結(jié)構(gòu)變化

液態(tài)純鐵從1538℃凝固開始到912℃區(qū)間基晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生三種變化,。由于其本質(zhì)仍為純鐵，故把這種變化稱為同質(zhì)異晶轉(zhuǎn)變,。

（3）純鐵的磁性變化

常溫下純鐵為鐵磁性金屬,，溫度高于770℃轉(zhuǎn)變?yōu)榉氰F磁性金屬。這個轉(zhuǎn)變溫度又稱為居里點,。

(4)純鐵的塑性

純鐵的塑性隨含碳量增加而降低,。含碳量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為0，02%的工業(yè)純鐵仍具有良好的冷熱加工塑性,，可以冷軋制成薄板,、帶材等。

純鐵及其同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變[3]

許多金屬在固態(tài)下只有一種晶體結(jié)構(gòu),，如鋁,、銅、銀等金屬,，在固態(tài)時無論溫度高低,，均為面心立方晶格。鎢,、鉬,、釩等金屬則為體心立方晶格,。但有些金屬在固態(tài)下，在不同的溫度或壓力范圍內(nèi)存在兩種或兩種以上的晶格形式,，如Fe,、Co、Ti,、Mn,、Sn等，這類金屬在冷卻或加熱過程中,，其晶格形式會發(fā)生變化,。同一元素的金屬在固態(tài)下隨溫度改變，由一種麗格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N晶格的現(xiàn)象,，稱為同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變(Allotropic Transformation),，或稱多品型轉(zhuǎn)變，由同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變所得到的不同昂格的品體稱為同素異構(gòu)(晶)體,。金屬的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變與液態(tài)金屬的結(jié)晶過程相似,，故稱為二次結(jié)晶或重結(jié)品。

純鐵在冷卻過程中出現(xiàn)3種同素異構(gòu)體,，液態(tài)純鐵在1538℃時開始結(jié)晶出具有體心立方晶格的8-Fe;繼續(xù)緩冷到1394℃時8-Fe開始轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂忻嫘牧⒎骄Ц竦膙-Fe:再冷卻到912℃時又由y-Fe轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂畜w心立方品格的a-Fe;繼續(xù)冷卻直到室溫時,，a-Fe的晶格類型***發(fā)生變化。

因為純鐵具有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變現(xiàn)象,，所以在生產(chǎn)上能對鋼和鑄鐵進(jìn)行相變熱處理,，以達(dá)到改變鋼鐵內(nèi)部組織和提***的目的。

金屬(如純鐵等)的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變是一個重結(jié)晶過程,，遵循結(jié)晶的一般規(guī)律;有一定的轉(zhuǎn)變溫度,，轉(zhuǎn)變時需要過冷，有潛熱產(chǎn)生,，轉(zhuǎn)變過程也是由晶核的形成和晶核長大來完成,。但是，這種轉(zhuǎn)變是在固態(tài)下發(fā)生的,，原子擴(kuò)散較液態(tài)困難得多,，因而比液態(tài)結(jié)晶需要有更大的過冷度;轉(zhuǎn)變時由于晶格的致密度改變引起晶體的體積變化，往往要產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力,。例如y-Fe轉(zhuǎn)變?yōu)閍-Fe時,，鐵的體積會膨脹約1%。在鋼淬率火時,，這種轉(zhuǎn)變會產(chǎn)生應(yīng)力,，嚴(yán)重時會導(dǎo)致工件變形和開裂。一般來說,，純鐵總是含有一些雜質(zhì),。工業(yè)純鐵常含有W墊=0.1%~0.2%,，含碳量很低，雖然塑性好,，但強(qiáng)度和硬度都很低，所以很少用它制造機(jī)械零件,，工業(yè)生產(chǎn)中常用的是鐵碳合金,。