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常溫下純鐵為鐵磁性金屬,,溫度高于770℃轉變?yōu)榉氰F磁性金屬,。這個轉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(質量分數(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,。
純鐵及其同素異構轉變[3]
許多金屬在固態(tài)下只有一種晶體結構,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,,由一種麗格轉變?yōu)榱硪环N晶格的現(xiàn)象,稱為同素異構轉變(Allotropic Transformation),,或稱多品型轉變,,由同素異構轉變所得到的不同昂格的品體稱為同素異構(晶)體。金屬的同素異構轉變與液態(tài)金屬的結晶過程相似,,故稱為二次結晶或重結品,。
純鐵在冷卻過程中出現(xiàn)3種同素異構體,液態(tài)純鐵在1538℃時開始結晶出具有體心立方晶格的8-Fe;繼續(xù)緩冷到1394℃時8-Fe開始轉變?yōu)榫哂忻嫘牧⒎骄Ц竦膙-Fe:再冷卻到912℃時又由y-Fe轉變?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轉變現(xiàn)象,所以在生產(chǎn)上能對鋼和鑄鐵進行相變熱處理,,以達到改變鋼鐵內部組織和提***的目的,。
金屬(如純鐵等)的同素異構轉變是一個重結晶過程,遵循結晶的一般規(guī)律;有一定的轉變溫度,,轉變時需要過冷,,有潛熱產(chǎn)生,轉變過程也是由晶核的形成和晶核長大來完成,。但是,,這種轉變是在固態(tài)下發(fā)生的,原子擴散較液態(tài)困難得多,,因而比液態(tài)結晶需要有更大的過冷度;轉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)生較大內應力。例如y-Fe轉變?yōu)閍-Fe時,,鐵的體積會膨脹約1%,。在鋼淬率火時,這種轉變會產(chǎn)生應力,,嚴重時會導致工件變形和開裂,。一般來說,,純鐵總是含有一些雜質。工業(yè)純鐵常含有W墊=0.1%~0.2%,,含碳量很低,,雖然塑性好,但強度和硬度都很低,,所以很少用它制造機械零件,,工業(yè)生產(chǎn)中常用的是鐵碳合金。
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