肥粒鐵

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的顯微組織

肥粒鐵(α-Fe, δ-Fe)
奥氏体(γ-Fe)
马氏体
波來鐵(88%肥粒鐵,12%碳化三鐵)
變韌鐵
粒滴斑铁( 肥粒鐵及碳化三鐵的共晶混合物,含碳量4.3%)
碳化三铁(Fe3C)
β铁英语Beta ferrite(β-Fe)
ε铁英语Hexaferrum(ε-Fe)

坩埚钢
碳鋼(含量≤2.1%)
彈簧鋼(低或無合金
合金鋼(含有碳以外的元素)

马氏体时效钢(含鎳)
不鏽鋼(含鉻量≥10.5%)
耐候钢
工具鋼(工具用的合金鋼)
其他含鐵材料

鑄鐵(含碳量>2.1%)
球墨鑄鐵

灰鑄鐵
可鍛鑄鐵
白鑄鐵
锻铁(含有熔渣)

肥粒鐵(ferrite)又稱為「鐵素體」或「α-ferrite(α-Fe)」或「α鐵」,是鋼鐵的一種顯微組織,通常是α-Fe中固溶少量碳的固溶體,一般的鋼鐵中可能固溶有其它合金元素等雜質。同時,肥粒鐵也是波來鐵變韌鐵的構成組織之一。肥粒鐵具有鐵磁性,所以它也是鋼鐵材料磁性的來源。[1]

結晶構造[编辑]

體心立方
體心立方
體心立方

肥粒鐵的結晶構造是體心立方,也就是在正立方體結晶格子的8個角各有1個原子,在中心還有1個原子。

溶解度[编辑]

鐵-碳「相平衡狀態圖

由於原子晶格間距很小,很難溶進原子,在727°C的共析點時只能溶進約0.02%的碳,在常溫時只能溶進0.006%,因此肥粒鐵的性質和純鐵相似,強度與硬度都是鋼鐵組織中最軟的,布氏硬度试验只有約HB80,但是富於延展性,實際上純鐵也可說是由肥粒鐵構成。由於碳原子將近是結晶格子空隙的兩倍大,溶進肥粒鐵中的碳原子會受到很大的應力,因此肥粒鐵中溶有愈多的碳,其強度也就愈高,而延展性則下降。[2]

純鐵從高溫的沃斯田鐵狀態冷卻到911°C時,就會變態成肥粒鐵。鋼則會在冷卻到變態溫度時,因含碳量不同而先析出肥粒鐵或雪明碳鐵。由於沃斯田鐵的密度較肥粒鐵高,因此在發生變態時,鋼鐵材料會發生膨脹。

相關[编辑]

參考資料[编辑]

書目
  1. 黃振賢. 《機械材料》 修訂二版. 新文京開發出版股份有限公司. 2003年. 
  2. Smith, William F.; Hashemi, Javad, Foundations of Materials Science and Engineering 4th, McGraw-Hill, 2006, ISBN 0-07-295358-6. 
引用
  1. ^ Maranian, Peter, Reducing Brittle and Fatigue Failures in Steel Structures, New York: American Society of Civil Engineers, 2009, ISBN 978-0-7844-1067-7. 
  2. ^ Smith & Hashemi 2006,第363页.