Полиморфные превращения

Многие металлы в твердом виде при нагреве и охлаждении испытывают полиморфные (аллотропические) превращения – скачкообразные изменения кристаллического строения, вызванные стремлением любого вещества обладать минимальным запасом свободной энергии, сопровождающееся изменением физических и механических свойств. В результате полиморфного превращения не только изменяется кристаллическая решетка, но и образуются новые зерна (кристаллиты), имеющие другой размер и форму, поэтому такое превращение сопровождается перекристаллизацией.

Рис. 22. Полиморфные превращения в железе

Например, железо при охлаждении из жидкого состояния до комнатной температуры (рис. 22) претерпевает три превращения кристаллической решетки δ→γ→α, сопровождающиеся перекристаллизацией и выделением теплоты (см. площадки на кривой охлаждения).

В процессе дальнейшего охлаждении при температуре Кюри (Т _к^Fe = 768 ^оС) происходит магнитное превращение, при котором изменяется взаимодействие внешних и внутренних электронных оболочек атомов, что приводит к образованию, так называемой домéнной [27] структуры. Выше температуры Кюри железо проявляет парамагнитные свойства[28] (практически не притягивается к магниту), а ниже – становится ферромагнитным [29] (сильно притягивается к магниту).

Магнитное превращение не связанно с перестройкой кристаллической решетки, не сопровождается перекристаллизацией и изменением механических свойств.