自由鐵素體

即α-Fe和以它為基礎的固溶體，具有體心立方點陣。亞共析成分的奧氏體通過先共析析出形成鐵素體。

這部分鐵素體稱為先共析鐵素體或組織上自由的鐵素體。隨形成條件不同，先共析鐵素體具有不同形態，如等軸形、沿晶形、紡錘形、鋸齒形和針狀等。鐵素體還是珠光體組織的基體。在碳鋼和低合金鋼的熱軋（正火）和退火組織中，鐵素體是主要組成相；鐵素體的成分和組織對鋼的工藝性能有重要影響，在某些場合下對鋼的使用性能也有影響。

純鐵在912℃以下為具有體心立方晶格（注1）的α-Fe。碳溶於α-Fe中的間隙固溶體稱為鐵素體，以符號F表示。由於α-Fe是體心立方晶格結構，它的晶格間隙很小，因而溶碳能力極差，在727℃時溶碳量最大，可達0.0218％,隨著溫度的下降溶碳量逐漸減小，在600％時溶碳量約為0.0057％，在室溫時溶碳量幾乎等於零。因此其性能幾乎和純鐵相同，其數值如下：

抗拉強度180—280MN/平方米

屈服強度100—170MN/平方米

延伸率30--50％

斷面收縮率70--80％

衝擊韌性160—200J/平方厘米

硬度HB50—80

由此可見，鐵素體的強度、硬度不高，但具有良好的塑性與韌性。

鐵素體的顯微組織與純鐵相同，呈明亮的多邊形晶粒組織，有時由於各晶粒位向不同，受腐蝕程度略有差異，因而稍顯明暗不同。鐵素體在770℃以下具有鐵磁性，在770℃以上則失去鐵磁性。

體心立方晶格的晶胞是一個立方體，在體心立方晶胞的每個角上和晶胞中心都排列一個原子。可見，體心立方晶胞每個角上的原子為相鄰的八個晶胞所共有，每個晶胞實際上只佔有1/8個原子。而中心的原子卻為該晶胞所獨有。所以，體心立方晶胞中原子數為8*1/8+1=2個。碳原子存在於四面、八面體間隙。

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