Ijzerstructuur

Ijzerstructuur verwijst naar de kristallografische en microstructurele eigenschappen van elementair ijzer en ijzerlegeringen die bepalen hoe het materiaal zich gedraagt onder mechanische, thermische en magnetische invloeden. Zuiver ijzer treedt in verschillende allotropen op afhankelijk van temperatuur en druk: α-ijzer (ferriet) heeft een kubische body-centered (BCC)-structuur en is stabiel bij kamertemperatuur; γ-ijzer (austeniet) heeft een face-centered (FCC)-rooster en verschijnt bij hogere temperaturen; bij zeer hoge temperaturen komt δ-ijzer (ook BCC) voor, en onder hoge druk kan hexagonaal dichtgepakt (HCP) ε-ijzer ontstaan.

De aanwezigheid van koolstof en andere legeringselementen beïnvloedt sterk de microstructuur en eigenschappen. In staal produceren verschillende warmtebehandelingen en afkoelsnelheden transformaties zoals martensiet (hard, vaak tetragonaal vervormd), bainiet en perliet, die de sterkte, hardheid en taaiheid bepalen. Het ijzer-koolstofdiagram is centraal voor het begrijpen van deze fasen en transformaties.

Magnetisch is α-ijzer ferromagnetisch tot de Curie-temperatuur rond 770 °C, waarna het paramagnetisch wordt; γ-ijzer is doorgaans niet ferromagnetisch. Kennis van ijzerstructuren is essentieel in metallurgie, materiaalkunde en constructietechniek omdat microscopische roosters en fasedistributies directe gevolgen hebben voor mechanische prestaties, slijtvastheid en bewerkbaarheid van ijzerhoudende materialen.