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，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。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,，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,，塑性好,，但強(qiáng)度和硬度都很低，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,。