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钢铁的分子构成

2019-09-23 07:24:37    179次浏览

铁碳合金中合金相的形成,与纯铁的晶体结构及碳在合金中的存在形式有关。纯铁有三种同素异构状态:912℃以下为体心立方晶体结构,称α-Fe;912~1394℃为面心立方晶体结构,称γ-Fe;1394℃以上,又呈体心立方结构,称δ-Fe。在液态,在低于7%碳范围,碳和铁可完全互溶;在固态,碳在铁中的溶解是有限的,并且溶解度取决于铁(溶剂)的晶体结构。与铁的三种同素异构物相对应,碳在铁中形成的固溶体有三种:α固溶体(铁素体)、γ固溶体(奥氏体)和δ固溶体(8铁素体)。这些固溶体中,铁原子的空间分布与α-Fe、γ-Fe和δ-Fe一致,碳原子的尺寸远比铁原子为小,在固溶体中它处于点阵的间隙位置,造成点阵畸变。碳在γ-Fe中的溶解度,但不超过2.11%;碳在α-Fe中的溶解度不超过0.0218%;而在δ6-Fe中不超过0.09%。当铁碳合金的碳含量超过在铁中的溶解度时,多余的碳可以以铁的碳化物形式或以单质状态(石墨)存在于合金中,可形成一系列碳化物,其中Fe3C(渗碳体,6.69%C)是亚稳相,它是具有复杂结构的间隙化合物。石墨是铁碳合金的稳定平衡相,具有简单六方结构。Fe3C有可能分解成铁和石墨稳定相,但该过程在室温下是极其缓慢的。

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