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Β铁


β铁是一種已過時的名詞,以前用來稱呼鋼鐵的一種顯微組織,後來發現其實就是溫度超過臨界溫度A2,由鐵磁性變為順磁性肥粒鐵[1][2]

低碳鋼、中碳鋼及大部份鑄鐵在室溫下的主要都是肥粒鐵(α鐵),當鐵或肥粒鐵钢加熱超過臨界溫度A2,也稱為居里溫度771 °C(1044K或1420 °F),[3],其原子因熱的隨機運動已超過3d軌域未成對自旋電子的磁矩[4],A2是圖1相圖中β铁的溫度下界,β铁在晶体学上α鐵完全相同,只有磁疇及和溫度有關的延伸立方晶系晶格參數不同,因此在熱處理上的重要性不大。因為這個原因,β相半多不會視為一個獨立的相,會視為是α鐵在高溫下的情形,而the A2溫度的重要性也比A1共晶溫度)、A3、Acm臨界溫度要低。Acm奥氏体碳化三鐵+γ-Fe平衡的狀態,已超過圖1的右邊界。在技術上來說,α相 + γ相的區域在超過A2之後即為β相 + γ相。β鐵的命名維持用希臘字母為鐵及鋼的相命名的習慣:肥粒鐵(α-Fe)、β铁(β-Fe)、奥氏体(γ-Fe)、高溫的δ鐵(δ-Fe)及高壓下的ε鐵英语Hexaferrum(ε-Fe)。

圖1:鐵碳相圖中,β鐵及A2臨界溫度位在靠近鐵的一側[3]

A2臨界溫度和感應加熱 编辑

β铁和A2臨界溫度對鋼的感應加熱相當重要,如表面硬化的熱處理。鋼一般會在900–1000 °C奥氏体化,然後再進行淬火回火。感應加熱是利用高頻的交流磁場,在居里溫度以下的二個效應來加熱鋼:渦電流的電阻加熱或焦耳(I2R)加熱,以及鐵磁性材料的磁滯損失。在A2溫度以上,磁滯現象消失,而相同溫度上昇需要的能量比A2溫度以下要高很多。需要用對應的電路,調整電感電源的阻抗來補償上述的變化[5]

地質學中的β铁 编辑

乌普萨拉大学的Saxena Dubrovinsky等人觀察一個高溫高壓鐵碳晶相下的X射線衍射(XRD),認為是β鉄[6]。 A foil of 99.9%純肥粒鐵的薄片用金剛石砧壓縮,壓力在35–40 GPa,以形成標準的高壓相,六方最密堆積的ε鐵英语Hexaferrum。將ε-Fe用雷射加熱到1500 K,用X射線衍射掃描,淬火後再掃描,出現了四層六方最密堆積超晶格的β[7],認為可能是地球鐵質地心的可能狀態。不過後續的研究無法產生β铁或是其他的正交晶系,因此上述實驗認為可能是亞穩態英语metastable或是錯誤的結果[8]

參考資料 编辑

  1. ^ D. K. Bullens et al., Steel and Its Heat Treatment, Vol. I, Fourth Ed., J. Wiley & Sons Inc., 1938, p. 86.
  2. ^ S. H. Avner, Introduction to Physical Metallurgy, 2nd Ed., McGraw-Hill, 1974, p. 225.
  3. ^ 3.0 3.1 ASM Handbook, Vol. 3: Alloy Phase Diagrams, ASM International, 1992, p. 2.210 and 4.9, ISBN 0-87170-381-5.
  4. ^ B. D. Cullity & C. D. Graham, Introduction to Magnetic Materials, Second Ed., IEEE Inc., 2009, p. 91, ISBN 978-0-471-47741-9.
  5. ^ S. L. Semiatin and D. E. Stutz, Induction Heat Treatment of Steel, ASM International, 1986, p. 95-98, ISBN 0-87170-211-8.
  6. ^ S. K. Saxena, L. S. Dubrovinsky, P. Haggkvist, Y. Cerenius, G. Shen & H. K. Mao, "Synchrotron X-ray Study of Iron at High Pressure and Temperature", Science, Vol. 269, 22 Sep 1995, p. 1703-4.
  7. ^ Powder Diffraction File 00-050-1275, International Centre for Diffraction Data, 1998.
  8. ^ Y. Ma, M. Somayazulu, G. Shen, H. Maob, J. Shub & R. J. Hemley, "In situ X-ray diffraction studies of iron to Earth-core conditions", Physics of the Earth and Planetary Interiors, Vol. 143–144 (2004) p. 455–467.

Β铁, β铁是一種已過時的名詞, 以前用來稱呼鋼鐵的一種顯微組織, 後來發現其實就是溫度超過臨界溫度a2, 由鐵磁性變為順磁性的肥粒鐵, 低碳鋼, 中碳鋼及大部份鑄鐵在室溫下的主要相都是肥粒鐵, α鐵, 當鐵或肥粒鐵钢加熱超過臨界溫度a2, 也稱為居里溫度771, 1044k或1420, 其原子因熱的隨機運動已超過3d軌域未成對自旋電子的磁矩, a2是圖1相圖中β铁的溫度下界, β铁在晶体学上α鐵完全相同, 只有磁疇及和溫度有關的延伸立方晶系晶格參數不同, 因此在熱處理上的重要性不大, 因為這個原因, β相半多不會. b铁是一種已過時的名詞 以前用來稱呼鋼鐵的一種顯微組織 後來發現其實就是溫度超過臨界溫度A2 由鐵磁性變為順磁性的肥粒鐵 1 2 低碳鋼 中碳鋼及大部份鑄鐵在室溫下的主要相都是肥粒鐵 a鐵 當鐵或肥粒鐵钢加熱超過臨界溫度A2 也稱為居里溫度771 C 1044K或1420 F 3 其原子因熱的隨機運動已超過3d軌域未成對自旋電子的磁矩 4 A2是圖1相圖中b铁的溫度下界 b铁在晶体学上a鐵完全相同 只有磁疇及和溫度有關的延伸立方晶系晶格參數不同 因此在熱處理上的重要性不大 因為這個原因 b相半多不會視為一個獨立的相 會視為是a鐵在高溫下的情形 而the A2溫度的重要性也比A1 共晶溫度 A3 Acm臨界溫度要低 Acm是奥氏体和碳化三鐵 g Fe平衡的狀態 已超過圖1的右邊界 在技術上來說 a相 g相的區域在超過A2之後即為b相 g相 b鐵的命名維持用希臘字母為鐵及鋼的相命名的習慣 肥粒鐵 a Fe b铁 b Fe 奥氏体 g Fe 高溫的d鐵 d Fe 及高壓下的e鐵 英语 Hexaferrum e Fe 圖1 鐵碳相圖中 b鐵及A2臨界溫度位在靠近鐵的一側 3 A2臨界溫度和感應加熱 编辑b铁和A2臨界溫度對鋼的感應加熱相當重要 如表面硬化的熱處理 鋼一般會在900 1000 C奥氏体化 然後再進行淬火及回火 感應加熱是利用高頻的交流磁場 在居里溫度以下的二個效應來加熱鋼 渦電流的電阻加熱或焦耳 I2R 加熱 以及鐵磁性材料的磁滯損失 在A2溫度以上 磁滯現象消失 而相同溫度上昇需要的能量比A2溫度以下要高很多 需要用對應的電路 調整電感電源的阻抗來補償上述的變化 5 地質學中的b铁 编辑乌普萨拉大学的Saxena Dubrovinsky等人觀察一個高溫高壓鐵碳晶相下的X射線衍射 XRD 認為是b鉄 6 A foil of 99 9 純肥粒鐵的薄片用金剛石砧壓縮 壓力在35 40 GPa 以形成標準的高壓相 六方最密堆積的e鐵 英语 Hexaferrum 將e Fe用雷射加熱到1500 K 用X射線衍射掃描 淬火後再掃描 出現了四層六方最密堆積超晶格的b 7 認為可能是地球鐵質地心的可能狀態 不過後續的研究無法產生b铁或是其他的正交晶系 因此上述實驗認為可能是亞穩態 英语 metastable 或是錯誤的結果 8 參考資料 编辑 D K Bullens et al Steel and Its Heat Treatment Vol I Fourth Ed J Wiley amp Sons Inc 1938 p 86 S H Avner Introduction to Physical Metallurgy 2nd Ed McGraw Hill 1974 p 225 3 0 3 1 ASM Handbook Vol 3 Alloy Phase Diagrams ASM International 1992 p 2 210 and 4 9 ISBN 0 87170 381 5 B D Cullity amp C D Graham Introduction to Magnetic Materials Second Ed IEEE Inc 2009 p 91 ISBN 978 0 471 47741 9 S L Semiatin and D E Stutz Induction Heat Treatment of Steel ASM International 1986 p 95 98 ISBN 0 87170 211 8 S K Saxena L S Dubrovinsky P Haggkvist Y Cerenius G Shen amp H K Mao Synchrotron X ray Study of Iron at High Pressure and Temperature Science Vol 269 22 Sep 1995 p 1703 4 Powder Diffraction File 00 050 1275 International Centre for Diffraction Data 1998 Y Ma M Somayazulu G Shen H Maob J Shub amp R J Hemley In situ X ray diffraction studies of iron to Earth core conditions Physics of the Earth and Planetary Interiors Vol 143 144 2004 p 455 467 取自 https zh wikipedia org w index php title B铁 amp oldid 78710233, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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