Σίδηρος Fe (σίδηρος) – ιδιότητες, δομή και σημασία στον χάλυβα

Σίδηρος (Fe, λατινικά ferrum) είναι το βασικό στοιχείο των περισσότερων υλικών που αναφέρονται ως χάλυβας και χυτοσίδηροςΗ ιδιαίτερη σημασία του στη μεταλλουργία προκύπτει όχι μόνο από την υψηλή διαθεσιμότητά του και τις δυνατότητες βιομηχανικής παραγωγής του, αλλά κυρίως από την ικανότητά του να εμφανίζεται σε διάφορες αλλοτροπικές μορφές και να σχηματίζει στερεά διαλύματα με άνθρακας και πολλά στοιχεία κράματος.
Οι δομικές αλλαγές που συμβαίνουν στον σίδηρο και τα κράματά του με άνθρακα αποτελούν τη βάση των περισσότερων διεργασιών. θερμική επεξεργασία χάλυβαΗ ικανότητα μετατροπής του φερρίτη σε ωστενίτη και στη συνέχεια η λήψη φερρίτη, περλίτη, μπαϊνίτη ή μαρτενσίτη κατά την ψύξη επιτρέπει τη διαμόρφωση των μηχανικών ιδιοτήτων του χάλυβα σε ένα εξαιρετικά ευρύ φάσμα.
Για πολλές δεκαετίες, ξεκινώντας από τα τέλη του 19ου αιώνα, η ανάπτυξη της μεταλλουργίας ήταν άρρηκτα συνδεδεμένη με τη μελέτη του συστήματος σίδηρος-άνθρακαςΑυτό οφειλόταν στην τεράστια πρακτική σημασία των κραμάτων σιδήρου, τα οποία έχουν γίνει ένα από τα βασικά δομικά υλικά του σύγχρονου πολιτισμού.

Σίδηρος – Fe – βασικά δεδομένα

Η παλαιότερη τεχνική βιβλιογραφία προτείνει ελαφρώς διαφορετικές τιμές, όπως σημείο τήξης 1535°C, σημείο βρασμού περίπου 3070°C ή θερμοκρασία Κιρί 768°C. Αυτές οι διαφορές πηγάζουν, μεταξύ άλλων, από ιστορικά χρησιμοποιούμενα δεδομένα και μεθόδους μέτρησης. Οι σύγχρονοι φυσικοχημικοί πίνακες για τον καθαρό σίδηρο υποθέτουν σημείο τήξης περίπου 1538°C , σημείο βρασμού περίπου 2862°C και θερμοκρασία Κιρί περίπου 770°C.

Ισότοπα σιδήρου

Ο φυσικός σίδηρος αποτελείται από τέσσερα σταθερά ισότοπα:

Το πιο κοινό ισότοπο είναι μακράν το ^56Fe . Ο σταθμισμένος μέσος όρος των μαζών των φυσικών ισοτόπων δίνει μια σχετική ατομική μάζα σιδήρου περίπου 55,845 u.

Εμφάνιση σιδήρου στη φύση

Ο σίδηρος είναι ένα από τα πιο σημαντικά στοιχεία στη δομή της Γης. Εμφανίζεται κυρίως στον φλοιό της Γης με τη μορφή χημικών ενώσεων επειδή αντιδρά σχετικά εύκολα με άλλα στοιχεία.
Τα σημαντικότερα βιομηχανικά ορυκτά και σιδηρομετάλλευματα περιλαμβάνουν:

• αιματίτης Fe₂O₃,
• μαγνητίτης Fe₃O₄,
• γαιτίτης FeO(OH),
• σιδηρίτης FeCO₃.

Ο σίδηρος μπορεί επίσης να εμφανιστεί σε σουλφίδια, πυριτικά άλατα και άλλα ορυκτά.
Ο φυσικός σίδηρος είναι πολύ σπάνιος στη φύση. Είναι πολύ πιο συνηθισμένος σε χημικά συνδυασμένη μορφή. Μια ειδική περίπτωση είναι ο σίδηρος που βρίσκεται σε μετεωρίτες σιδήρου, όπου μπορεί να σχηματίσει κράματα με νικέλιο.

Καθαρός σίδηρος και τεχνικός σίδηρος

Η απόκτηση σιδήρου πολύ υψηλής καθαρότητας είναι τεχνολογικά δύσκολη. Οι βιομηχανικές μεταλλουργικές διεργασίες έχουν ως αποτέλεσμα ένα υλικό που περιέχει μικρές ποσότητες άλλων στοιχείων.
Ο τεχνικός σίδηρος μπορεί να περιέχει, μεταξύ άλλων:

• άνθρακας C,
• μαγγάνιο Mn,
• πυρίτιο Si,
• φώσφορος P,
• θείο S,
• οξυγόνο Ο,
• άζωτο Ν,
• υδρογόνο H

Ακόμη και μικρές ποσότητες αυτών των στοιχείων μπορούν να επηρεάσουν τις φυσικές, μηχανικές και τεχνολογικές ιδιότητες του σιδήρου και των κραμάτων του.

Τεχνικές ποικιλίες σιδήρου

Οι τεχνικές ποικιλίες σιδήρου περιλαμβάνουν, μεταξύ άλλων:

• ηλεκτρολυτικός σίδηρος – λαμβάνεται με ηλεκτροχημικές μεθόδους και χαρακτηρίζεται από υψηλή καθαρότητα,
• καρβονυλικός σίδηρος – λαμβάνεται με αποσύνθεση πεντακαρβονυλίου σιδήρου Fe(CO)₅, που χαρακτηρίζεται από πολύ υψηλή καθαρότητα,
• σίδηρος υψηλής καθαρότητας – λαμβάνεται με ειδικές μεθόδους εξευγενισμού,
• Σίδερο ARMCO – τεχνικά καθαρός σίδηρος που λαμβάνεται με μεταλλουργικές μεθόδους.

Η περαιτέρω αύξηση της καθαρότητας του υλικού είναι δυνατή χρησιμοποιώντας ειδικές μεθόδους, π.χ. τήξη ζώνης σε κενό.

Πολυμορφισμός και αλλοτροπία του σιδήρου

Μία από τις σημαντικότερες ιδιότητες του σιδήρου από μεταλλουργικής άποψης είναι η πολυμορφισμός, δηλαδή η ικανότητα να εμφανίζεται σε διαφορετικές κρυσταλλικές δομές ανάλογα με τη θερμοκρασία.
Για τον καθαρό σίδηρο σε ατμοσφαιρική πίεση, μπορούν να διακριθούν τρεις βασικές δομικές περιοχές:

Η αλλαγή στην κρυσταλλική δομή του σιδήρου είναι ένα από τα θεμελιώδη φαινόμενα που επιτρέπει τη θερμική επεξεργασία του χάλυβα.

α-σίδηρος – φερρίτης και πλέγμα BCC

Κάτω από περίπου 912°C, ο καθαρός σίδηρος εμφανίζεται ως άλφα σίδηρος σχετικά με ένα κανονικό χωρικά κεντραρισμένο δίκτυο – BCC (κυβικό κέντρο σώματος).
Το στερεό διάλυμα άνθρακα και άλλων στοιχείων σε α-σίδηρο ονομάζεται φερρίτη.
Ο φερρίτης χαρακτηρίζεται από πολύ χαμηλή διαλυτότητα κάρβουνοΗ μέγιστη διαλυτότητα του άνθρακα στον φερρίτη είναι περίπου 0,02% κατά βάρος κοντά στη θερμοκρασία του ευτηκτοειδούς και μειώνεται με τη μείωση της θερμοκρασίας.
Ο φερρίτης είναι σχετικά μαλακός και όλκιμος. Είναι ένα από τα βασικά συστατικά της μικροδομής των χαλύβων χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα και έχει σημαντικό αντίκτυπο στην ολκιμότητα και την πλαστική τους διαμορφωσιμότητα.

Σιδηρομαγνητισμός σιδήρου και θερμοκρασία Κιουρί

Ο άλφα σίδηρος είναι σιδηρομαγνητικός κάτω από τη θερμοκρασία Κιρί, περίπου 770°C.
Αφού ξεπεράσει τη θερμοκρασία Κιρί, ο σίδηρος χάνει τη σιδηρομαγνητική του τάξη και γίνεται παραμαγνητικός, αλλά δεν υπάρχει καμία αλλαγή στο κρυσταλλικό πλέγμα BCC.
Στην παλαιότερη βιβλιογραφία, ο παραμαγνητικός σίδηρος α που εμφανίζεται μεταξύ της θερμοκρασίας Κιρί και της θερμοκρασίας μετάβασης α→γ αναφέρεται μερικές φορές ως β σίδηρος.
Ωστόσο, δεν αποτελεί ξεχωριστό αλλότροπο του σιδήρου. Ο χαρακτηρισμός β έχει επί του παρόντος πρωτίστως ιστορική σημασία.

γ-σίδηρος ωστενίτης και το δίκτυο της FCC

Αφού ξεπεράσει τους 912°C περίπου, η δομή BCC του καθαρού σιδήρου μετατρέπεται σε μια κυβική δομή με επίκεντρο την επιφάνεια. FCC (κυβικό με επίκεντρο την όψη)Στη συνέχεια προκύπτει γ σίδηρος.
Το στερεό διάλυμα άνθρακα και άλλων στοιχείων σε γ-σίδηρο ονομάζεται ωστενίτης.
Ο ωστενίτης είναι θεμελιώδης για τη θερμική επεξεργασία του χάλυβα, επειδή μπορεί να διαλύσει σημαντικά περισσότερο άνθρακα από τον φερρίτη. Αυτό οφείλεται στη διαφορετική γεωμετρία του κρυσταλλικού πλέγματος FCC.
Στο μετασταθές σύστημα Fe–Fe₃C η μέγιστη διαλυτότητα του άνθρακα στον ωστενίτη είναι περίπου 2,1% κ.β. σε θερμοκρασία περίπου 1147°C.
Είναι η δυνατότητα διάλυσης του άνθρακα στον ωστενίτη και στη συνέχεια μετασχηματισμού αυτής της φάσης κατά την ψύξη που καθιστά δυνατή την εκτέλεση σκλήρυνση χάλυβα και την απόκτηση δομών πολύ υψηλής σκληρότητας.

δ σίδηρος – μια ποικιλία σιδήρου υψηλής θερμοκρασίας

Σε θερμοκρασία περίπου 1394°C, ο γ-σίδηρος FCC μετατρέπεται ξανά στη δομή BCC. Η μορφή υψηλής θερμοκρασίας αναφέρεται ως δ σίδηρος.
Ο δ σίδηρος εμφανίζεται από περίπου 1394°C έως σημείο τήξης περίπου 1538°C.
Όπως και ο α-σίδηρος, έχει πλέγμα BCC, αλλά εμφανίζεται σε εντελώς διαφορετικό εύρος θερμοκρασιών.
Ο σίδηρος δ έχει ιδιαίτερη σημασία κατά την ανάλυση των διεργασιών στερεοποίησης χάλυβα και την ερμηνεία του τμήματος υψηλής θερμοκρασίας του συστήματος σιδήρου-άνθρακα.

Σίδηρος και το σύστημα σιδήρου-άνθρακα Fe-C

Σύστημα σίδηρος-άνθρακας είναι το βασικό σύστημα ισορροπίας που χρησιμοποιείται στη μεταλλουργία του χάλυβα και του χυτοσιδήρου.
Στην πράξη, αναλύονται κυρίως τα εξής:

• μεταστατικό σύστημα Fe–Fe₃C, στο οποίο υπάρχει σεμεντίτης,
• σταθερό σύστημα Fe–C, στην οποία ο άνθρακας μπορεί να εμφανιστεί με τη μορφή γραφίτη.

Το σύστημα σιδήρου-άνθρακα περιλαμβάνει, μεταξύ άλλων:

• φερρίτη – στερεό διάλυμα άνθρακα σε α σίδηρο,
• ωστενίτης – στερεό διάλυμα άνθρακα σε γ-σίδηρο,
• Fe cementite₃C – καρβίδιο σιδήρου,
• περλίτης – ένα μείγμα φερρίτη και σεμεντίτου που προκύπτει από τον ευτηκτοειδή μετασχηματισμό,
• λεδεβουρίτης – ένα μείγμα που σχηματίζεται κατά τον ευτηκτικό μετασχηματισμό,
• γραφίτης – μια ελεύθερη μορφή άνθρακα που υπάρχει σε ένα σταθερό σύστημα Fe–C.

Λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τον φερρίτη, τον ωστενίτη, το τσιμέντο, τον περλίτη, τον λεδεμπουρίτη και τον γραφίτη περιγράφονται επίσης στη σελίδα Άνθρακας C – ανθρακικό και το σύστημα σιδήρου-άνθρακα.

Γιατί ο σίδηρος μπορεί να δημιουργήσει χάλυβα;

Η εξαιρετική σημασία του σιδήρου ως δομικού υλικού προκύπτει από τη δυνατότητα διαμόρφωσης των ιδιοτήτων του σε πολύ μεγάλο βαθμό μέσω της περιεκτικότητας σε άνθρακα, των προσθηκών κραμάτων και της θερμικής επεξεργασίας.
Ο τεχνικά καθαρός σίδηρος είναι σχετικά μαλακός και εύπλαστος. Ωστόσο, η εισαγωγή άνθρακα οδηγεί σε θεμελιώδεις αλλαγές στη δομή και τις ιδιότητές του.
Ανάλογα με την περιεκτικότητα σε άνθρακα και το θερμικό ιστορικό, είναι δυνατό να ληφθούν δομές με πολύ διαφορετικές ιδιότητες - από μαλακές και πλαστικές φερριτικές δομές έως πολύ σκληρές μαρτενσιτικές δομές.
Επομένως, ο σίδηρος δεν είναι μόνο το κύριο ποσοτικό συστατικό του χάλυβα. ένας πίνακας στον οποίο συμβαίνουν αλλαγές φάσης που καθορίζουν τις ιδιότητες του υλικού.

Η επίδραση του άνθρακα στις ιδιότητες του σιδήρου και του χάλυβα

Κάρβουνο είναι το βασικό στοιχείο που καθορίζει τη δομή και τις ιδιότητες των κλασικών χαλύβων.
Με την αύξηση του περιεχομένου του – κατά τη σύγκριση παρόμοιων δομικών καταστάσεων – είναι δυνατό να αυξηθεί:

• σκληρότητα,
• αντοχή,
• σκληρυνσιμότητα και την ικανότητα λήψης μαρτενσιτικών δομών.

Ταυτόχρονα, η υψηλότερη περιεκτικότητα σε άνθρακα μπορεί να οδηγήσει σε μείωση:

• πλαστικότητα,
• εύπλαστο,
• δύναμη κρούσης,
• συγκολλησιμότητα.

Ωστόσο, η επίδραση του άνθρακα δεν μπορεί να εξεταστεί μεμονωμένα από τη μικροδομή, τις προσθήκες κραμάτων και την εφαρμοζόμενη θερμική επεξεργασία.

Σίδηρος ως μήτρα κραμάτων χάλυβα

Οι ιδιότητες του χάλυβα μπορούν να τροποποιηθούν με την εισαγωγή κατάλληλα επιλεγμένων στοιχείων κράματος στη μήτρα σιδήρου.
Τα πιο σημαντικά περιλαμβάνουν:

• χρώμιο Cr – αυξάνει την σκληρότητα, την αντοχή στη φθορά και σε κατάλληλη συγκέντρωση αντοχή στη διάβρωση,
• Νικέλιο Νι – σταθεροποιεί τον ωστενίτη και μπορεί να βελτιώσει την ολκιμότητα και την αντοχή στη διάβρωση,
• μαγγάνιο Mn – επηρεάζει τη σκληρυνσιμότητα και τη σταθερότητα του ωστενίτη,
• πυρίτιο Si – δρα ως αποξειδωτικό και μπορεί να αυξήσει την αντοχή,
• μολυβδαίνιο Mo – βελτιώνει τη σκληρυνσιμότητα και την αντοχή στη σκλήρυνση και είναι σημαντικό σε χάλυβες που λειτουργούν σε υψηλές θερμοκρασίες,
• βανάδιο V – δημιουργεί ανθεκτικά καρβίδια και επηρεάζει την εκλέπτυνση των κόκκων,
• βολφράμιο W – δημιουργεί σκληρά καρβίδια και αυξάνει την αντοχή στη σκλήρυνση,
• τιτάνιο Ti – δημιουργεί ανθεκτικά καρβίδια και νιτρίδια,
• νιόβιο Nb – σχηματίζει καρβίδια και καρβονιτρίδια και μπορεί να περιορίσει την ανάπτυξη των κόκκων,
• κοβάλτιο Co – χρησιμοποιείται, μεταξύ άλλων, σε ορισμένους χάλυβες εργαλείων και υψηλής ταχύτητας.

Οι επιδράσεις των προσθηκών κραμάτων είναι πιο σύνθετες από την απλή αύξηση ή μείωση μιας μεμονωμένης ιδιότητας. Τα στοιχεία μπορούν να επηρεάσουν τις θερμοκρασίες μετασχηματισμού φάσης, τη σκληρότητα, το μέγεθος των κόκκων, τον τύπο και τη σταθερότητα του καρβιδίου, την αντοχή στη διάβρωση και τη συμπεριφορά του υλικού κατά τη θερμική επεξεργασία.

Σίδηρος και φερριτικοί, ωστενιτικοί και μαρτενσιτικοί χάλυβες

Οι αλλοτροπικές μορφές σιδήρου αποτελούν επίσης τη βάση για την ονομασία πολλών δομών που βρίσκονται στους χάλυβες.
Φερριτικοί χάλυβες έχουν φερριτικό πίνακα με δομή BCC. Ένα παράδειγμα είναι ανοξείδωτο ατσάλι H17 / X6Cr17 / 1.4016 / AISI 430.
Ωστενιτικοί χάλυβες έχουν ωστενιτική μήτρα με δομή FCC, σταθεροποιημένη κυρίως με κατάλληλη χημική σύνθεση. Ένα κλασικό παράδειγμα είναι 0H18N9 / 1.4301 / AISI 304.
Μαρτενσιτικοί χάλυβες μπορεί να αποκτήσει μαρτενσιτική δομή ως αποτέλεσμα της κατάλληλης ψύξης του ωστενίτη. Ένα παράδειγμα είναι 1.4313 / X3CrNiMo13-4.
Υπάρχουν επίσης χάλυβες με μικτές δομές, π.χ. φερριτικοί-ωστενιτικοί διπλοί χάλυβες np 1.4460, 1.4462, 1.4501, 1.4410

Θερμική επεξεργασία σιδήρου και χάλυβα

Ο μετασχηματισμός της δομής α-σιδήρου σε γ-σίδηρο και αντίστροφα αποτελεί τη βάση πολλών διεργασιών θερμική επεξεργασία χάλυβα.
Κατά τη θέρμανση κατάλληλα επιλεγμένου χάλυβα στην ωστενιτική περιοχή, ωστενιτοποίησηΟ άνθρακας και ορισμένα στοιχεία κράματος ενδέχεται να εισέλθουν σε διάλυμα στον ωστενίτη.
Το περαιτέρω αποτέλεσμα εξαρτάται από τη μέθοδο ψύξης.
Η αργή ψύξη επιτρέπει την πραγματοποίηση μετασχηματισμών διάχυσης και τον σχηματισμό δομών κοντά στην ισορροπία. Η ταχεία ψύξη, ωστόσο, μπορεί να αναστείλει τους μετασχηματισμούς διάχυσης και να οδηγήσει στον σχηματισμό μαρτενσίτη.
Οι διαδικασίες σκλήρυνσης, ομαλοποίησης και πολυάριθμων ποικιλιών ανόπτησης βασίζονται σε αυτήν την αρχή.
Μετά τη σκλήρυνση, είναι πολύ συνηθισμένο να χρησιμοποιείται χάλυβας σκλήρυνσης, επιτρέποντας τη μείωση της τάσης και της ευθραυστότητας της σκληρυμένης δομής και την επίτευξη του απαιτούμενου συνδυασμού σκληρότητας, αντοχής και ολκιμότητας.

Σίδηρος και οι μηχανικές ιδιότητες του χάλυβα

Οι μηχανικές ιδιότητες του χάλυβα δεν οφείλονται αποκλειστικά στην παρουσία σιδήρου. Είναι το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης:

• χημική σύνθεση,
• περιεκτικότητα σε άνθρακα,
• τύπος και ποσότητα στοιχείων κράματος,
• μέγεθος κόκκων,
• μικροδομές,
• κατεργασία με θερμοκρασία,
• θερμοχημική επεξεργασία,
• επεξεργασία πλαστικών,
• κατάσταση εσωτερικών τάσεων.

Αυτή η ικανότητα τροποποίησης της μικροδομής σημαίνει ότι τα υλικά με βάση τον σίδηρο μπορούν να κυμαίνονται από μαλακούς και πολύ όλκιμους χάλυβες που προορίζονται για βαθιά κοίλανση έως δομικούς χάλυβες υψηλής αντοχής, χάλυβες ελατηρίων, χάλυβες εδράνων, χάλυβες εργαλείων, ανοξείδωτους χάλυβες, χάλυβες ανθεκτικούς στη θερμότητα και χάλυβες που προορίζονται για χρήση σε ακραίες συνθήκες.

Σίδηρος σε θερμοχημικές διεργασίες επεξεργασίας

Η μήτρα σιδήρου επιτρέπει επίσης τη διάχυση στοιχείων που εισάγονται σκόπιμα στο επιφανειακό στρώμα κατά τη διάρκεια της θερμοχημικής επεξεργασίας.
Ανάλογα με τη διαδικασία, το επιφανειακό στρώμα μπορεί να εμπλουτιστεί, μεταξύ άλλων, με:

• άνθρακας - ενώ ενανθράκωση,
• αζώτου - ενώ νιτρίωση,
• άνθρακα και άζωτο – κατά τη διάρκεια καρβονιτρίωση και νιτροενανθράκωση.

Αυτές οι διεργασίες εκμεταλλεύονται την ικανότητα των στοιχειακών ατόμων να διαχέονται στο κρυσταλλικό πλέγμα σιδήρου και επιτρέπουν την παραγωγή επιφανειακών στρωμάτων με ιδιότητες διαφορετικές από εκείνες του πυρήνα του στοιχείου.

Η σημασία του σιδήρου στους σύγχρονους χάλυβες

Παρά την ανάπτυξη αλουμινίου, τιτανίου, κραμάτων νικελίου, σύνθετων υλικών και άλλων μηχανικών υλικών, ο σίδηρος παραμένει η βάση της πιο σημαντικής ομάδας μεταλλικών δομικών υλικών.
Αυτό οφείλεται σε έναν μοναδικό συνδυασμό:

• διαθεσιμότητα πρώτων υλών,
• σχετικά χαμηλό κόστος παραγωγής,
• ένα πολύ ευρύ φάσμα μηχανικών ιδιοτήτων,
• δυνατότητες τροποποίησης της χημικής σύνθεσης,
• ικανότητα να υφίσταται μετασχηματισμούς φάσης,
• δυνατότητες χρήσης διαφόρων μεθόδων θερμικής επεξεργασίας,
• ευαισθησία σε πλαστική και μηχανική επεξεργασία,
• δυνατότητες ανακύκλωσης.

Επομένως, ο σίδηρος δεν είναι μόνο το κύριο συστατικό του χάλυβα, αλλά πάνω απ' όλα η μήτρα που επιτρέπει τη διαμόρφωση της μικροδομής και των λειτουργικών ιδιοτήτων του.

Σίδηρος Fe – σημασία στη μεταλλουργία και τον χάλυβα

Η σημασία του σιδήρου στη μεταλλουργία οφείλεται κυρίως στο ότι αλλοτροπίαΟι μετασχηματισμοί μεταξύ α-σιδήρου με δίκτυο BCC, γ-σιδήρου με δίκτυο FCC και δ-σιδήρου υψηλής θερμοκρασίας επιτρέπουν μια σειρά από δομικούς μετασχηματισμούς που χρησιμοποιούνται κατά την παραγωγή και την επεξεργασία χάλυβα.
Ιδιαίτερη σημασία έχει η ικανότητα του γ-σιδήρου να διαλύει πολύ μεγαλύτερες ποσότητες κάρβουνο από τον α-σίδηρο. Αυτό καθιστά δυνατή την παραγωγή ωστενίτη και στη συνέχεια – μέσω κατάλληλα επιλεγμένης ψύξης – την απόκτηση διαφόρων μικροδομών και μηχανικών ιδιοτήτων.
Σε συνδυασμό με στοιχεία άνθρακα και κράματος όπως χρώμιο, νικέλιο, μαγγάνιο, μολυβδαίνιο, βανάδιο, βολφράμι, κορίτσι ή niob, ο σίδηρος σχηματίζει μια τεράστια οικογένεια υλικών με ιδιότητες που μπορούν να προσαρμοστούν σε πολύ διαφορετικές τεχνικές εφαρμογές.
Επομένως, το σύστημα σιδήρου-άνθρακα παραμένει ένα από τα θεμέλια της σύγχρονης μεταλλουργίας και η γνώση των μετασχηματισμών φάσης του σιδήρου αποτελεί τη βάση για την κατανόηση των διεργασιών σκλήρυνσης, ανόπτησης, ομαλοποίησης, σκλήρυνσης και θερμοχημικής επεξεργασίας του χάλυβα.

Σίδηρος Fe – οι πιο σημαντικές πληροφορίες