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铁是元素周期表上的第25个元素，相对原于质量为55.85，属于过渡族元素。在一个大气压下，它于1538度熔化，2738度气化。在20度时的密度为
铁的同素异构转变
如前所述，铁具有多晶型性，图4.1是铁的冷却曲线。由图可以看出，
1. 纯铁在1538度结晶为
，X射线结构分析表明，它具有体心立方晶格。
2. 当温度继续冷却至1394度时，转变为面心立方晶格的
，通常把
的转变称为
转变，转变的平衡临界点称为温度。
3. 当温度继续降至912度时，面心立方晶格的又转变为体心立方晶格的
， 把
的转变称为
转变，转变的平衡临界点称为温度。
4. 在912度以下，铁的结构不再发生变化。
这样一来铁就具有三种同素异构状态即
其他零星知识：
纯铁在凝固后的冷却过程中，经两次同素异构转变后晶粒得到细化，如图4.2所示。
铁的同素异构转变具有很大的实际意义，它是钢的合金化合热处理的基础
磁性转变和铁的居里点：
1. 应当指出，
在770度还将发生磁性转变，即由高温的顺磁性转变为低温的铁磁性状态。
2. 通常把这种磁性转变称为
转变，把磁性转变温度称为铁的居里点。
3. 在发生磁性转变时，铁的晶格类型不变，所以磁性转变不属于相变。
铁素体与奥氏体
铁素体和奥氏体的晶体结构和本质：
铁素体是碳溶于中的间隙固溶体，为体心立方晶格，常用符号
或
表示。奥氏体是碳溶于中的间隙固溶体，为面心立方晶格，常用符号
或
表示。铁素体和奧氏体是铁碳相图中两个十分重要的基本相。
铁素体及其溶解度：
碳溶于体心立方晶格中的间隙固溶体，称为铁素体，以表示。其最大溶解度于1495度时
铁素体和奥氏体的溶碳能力：
铁素体的溶碳能力比奥氏体小得多，根据测定，奧氏体的最大溶碳量
于1148度，而铁素体的最大溶碳量仅
于727度，在室温下铁素体的溶碳能力就更低了，一般0.008%以下。
面心立方晶格比体心立方晶格具有较大的致密度
但为什么奧氏体却比铁素体具有较大的溶碳能力呢
显然，这与晶体结构中的间隙尺寸有关。根据测量和计算，的晶格常数（950度）为0,36563nm，其八面体间隙半径为0.0535nm，和碳原子半径0.077nm比较接近，所以碳在奥氏体中的溶解度较大。在20度时的晶格常数为0.28663nm，碳原子通常溶于八面体间隙中，而八面体的间隙半径只有0,01862nm，远小于碳的原子半径，所以碳在铁素体中的溶解度很小。
