شکل مختلف آهن - Iron

آهن شاید بهترین مثال شناخته شده از دگروارگی در یک فلز باشد، سه فرم چند شکلی از آهن وجود دارد که به نامهای α ، ϒ و δ شناخته می شود همانطور که آهن ذوب شده سرد میشود در دمای 1538 درجهٔ سانتی گراد به آلوتروپ δ کریستالیزه میشود که دارای یک ساختمان کریستالی مکعبی مرکزیست، همانطور که بیشتر سرد میشود ساختمان بلوری یا کریستالی در دمای 1394 درجهٔ سانتی گراد به شکل مکعبی وجه مرکزی تغییر می یابد که به نام آهن ϒ یا استنیت شناخته میشود، در دمای 912 درجهٔ سانتی گراد ساختمان بلوری یا کریستالی دوباره مکعبی بدنه مرکزی یا آهن α یا فریت میشود و در 770 درجهٔ سانتی گراد (نقطهٔ کوری ، TC) آهن مغناطیسی میشود، هنگامی که آهن از دمای کوری عبور میکند تغییری در ساختمان کریستالی وجود ندارد اما در ساختمان حوزه تغییری رخ می دهد ( هر حوزه شامل اتمهای آهن با یک اسپین الکترونیک خاص می باشد). در آهن غیر مغناطیسی شده همهٔ اسپینهای الکترونیک اتم هادر یک حوزه در یک جهت قرار دارند هرچند در حوزهٔ مجاور آنها جهات متفاون و گوناگونی دارد و لذا یکدیگر را خنثی می کنند، در آهن مغناطیسی اسپینهای الکترونیک همهٔ حوزهها همجهت شده اند لذا اثرات مغناطیسی حوزههای مجاور همدیگر را تقویت می کنند اگر چه هر حوزه شامل بیلیونها اتم است ولی آنها خیلی کوچک و در حدود 10 میکرون می باشند. آهن وقتی با بعضی فلزات خاص دیگر و کربن مخلوط میشود تا فولاد را ایجاد نماید دارای بیشترین اهمیت خواهد بود، انواع مختلفی از فولاد وجود دارد که درای خواص متفاوتی می باشند و درک خواص آلوتروپهای آهن کلید ساخت فولاد هایی با کیفیت خوب می باشد. آهن α یا همان فریت پایدارترین شکل آهن در دمای اتاق است. این آهن فلز نسبتا نرمیست که دارای مقدار کمی کرین ( نه بیش از 0/021% از جرم در 910 درجهٔ سانتی گراد) می باشد. در دماهای بالای 912 درجهٔ سانتی گراد و تا 1400 درجهٔ سانتی گراد آهن α یک انتقال فاز از حالت مکعب بدن مرکزی به حالت مکعب وجه مرکزی یعنی آهن ϒ را که استانیت نیز نامیده میشود تجربه می کند. این آهن نیز نرم است اما می تواند مقدار بسیار بیشتری کربن (به میزان 2/4% جرمی در دمای 1146 درجهٔ سانتی گراد) داشته باشد، این شکل آهن در فولاد ضد زنگ که برای ساختن کارد و چنگال، تجهیزات بیمارستانها و صنایع غذایی به کار می رود استفاده می شود.