鐵是元素周期表上的第25個元素，相對原于質(zhì)量為55.85，屬于過渡族元素。在一個大氣壓下，它于1538度熔化，2738度氣化。在20度時的密度為
鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變
如前所述，鐵具有多晶型性，圖4.1是鐵的冷卻曲線。由圖可以看出，
1. 純鐵在1538度結(jié)晶為
，X射線結(jié)構(gòu)分析表明，它具有體心立方晶格。
2. 當(dāng)溫度繼續(xù)冷卻至1394度時，轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎骄Ц竦?img class="ql-image-wrapper" src="https://wkrtcs.bdimg.com/rtcs/image?w=45&md5sum=93145b7ec14b21926138b37c4e28b5a1&sign=47a39c8941&rtcs_flag=1&rtcs_ver=3.1&l=webapp&bucketNum=25&ipr=%7B%22c%22%3A%22word%2Fmedia%2Fimage5.png%22%2C%22dataType%22%3A%22gif%22%2C%22h%22%3A21%2C%22t%22%3A%22img%22%2C%22w%22%3A45%7D" b="45" height="21" />，通常把
的轉(zhuǎn)變稱為
轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變的平衡臨界點稱為溫度。
3. 當(dāng)溫度繼續(xù)降至912度時，面心立方晶格的
又轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方晶格的
， 把
的轉(zhuǎn)變稱為
轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變的平衡臨界點稱為溫度。
4. 在912度以下，鐵的結(jié)構(gòu)不再發(fā)生變化。
這樣一來鐵就具有三種同素異構(gòu)狀態(tài)即
其他零星知識：
純鐵在凝固后的冷卻過程中，經(jīng)兩次同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變后晶粒得到細(xì)化，如圖4.2所示。
鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變具有很大的實際意義，它是鋼的合金化合熱處理的基礎(chǔ)
磁性轉(zhuǎn)變和鐵的居里點：
1. 應(yīng)當(dāng)指出，
在770度還將發(fā)生磁性轉(zhuǎn)變，即由高溫的順磁性轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏氐蔫F磁性狀態(tài)。
2. 通常把這種磁性轉(zhuǎn)變稱為
轉(zhuǎn)變，把磁性轉(zhuǎn)變溫度稱為鐵的居里點。
3. 在發(fā)生磁性轉(zhuǎn)變時，鐵的晶格類型不變，所以磁性轉(zhuǎn)變不屬于相變。
鐵素體與奧氏體
鐵素體和奧氏體的晶體結(jié)構(gòu)和本質(zhì)：
鐵素體是碳溶于中的間隙固溶體，為體心立方晶格，常用符號
或
表示。奧氏體是碳溶于中的間隙固溶體，為面心立方晶格，常用符號
或
表示。鐵素體和奧氏體是鐵碳相圖中兩個十分重要的基本相。
鐵素體及其溶解度：
碳溶于體心立方晶格中的間隙固溶體，稱為鐵素體，以表示。其最大溶解度于1495度時
鐵素體和奧氏體的溶碳能力：
鐵素體的溶碳能力比奧氏體小得多，根據(jù)測定，奧氏體的最大溶碳量
于1148度，而鐵素體的最大溶碳量僅
于727度，在室溫下鐵素體的溶碳能力就更低了，一般0.008%以下。
面心立方晶格比體心立方晶格具有較大的致密度
但為什么奧氏體卻比鐵素體具有較大的溶碳能力呢
顯然，這與晶體結(jié)構(gòu)中的間隙尺寸有關(guān)。根據(jù)測量和計算，的晶格常數(shù)（950度）為0,36563nm，其八面體間隙半徑為0.0535nm，和碳原子半徑0.077nm比較接近，所以碳在奧氏體中的溶解度較大。在20度時的晶格常數(shù)為0.28663nm，碳原子通常溶于八面體間隙中，而八面體的間隙半徑只有0,01862nm，遠(yuǎn)小于碳的原子半徑，所以碳在鐵素體中的溶解度很小。
