Последняя мартеновская печь — Российское фото

Последняя

мартеновская печь

4 апреля 2018
Фото:Алексей Богачев

На Выксунском металлургическом заводе (ВМЗ) закрылось последнее крупное мартеновское производство в России. Алексей Богачев снял фоторепортаж о конце эпохи.

23 марта 2018 года последний в России мартеновский цех закрылся. Его сотрудников в основном переориентировали на работу в новом трубном цехе ВМЗ, который сейчас строится (цех № 1) и на литейно-прокатном комплексе, а оборудование законсервировали. Колесопрокатное производство ВМЗ полностью переходит на покупную заготовку. В 2018 году будут определены дальнейшие планы в отношении как оборудования и цеха, так и территории, которую тот пока занимает.

Мартеновская печь — плавильная печь для переработки передельного чугуна и лома в сталь нужного химического состава и качества. Название ее произошло от фамилии французского инженера и металлурга Пьера Эмиля Мартена, создавшего в 1864 году первую печь такого образца.

Первая мартеновская печь в России была построена в 1870 году также на нижегородской земле, на Сормовском заводе.

Основной принцип мартеновского способа производства стали — вдувание раскаленной смеси горючего газа и воздуха в печь с низким сводчатым потолком, отражающим жар вниз, на расплав. Воздух нагревается благодаря продуванию его через предварительно нагретый регенератор (специальная камера, каналы в которой выложены огнеупорным кирпичом). Нагревают регенератор до нужной температуры очищенные горячие печные газы. Происходит попеременный процесс: сначала продувка печных газов, затем продувка холодного воздуха.

В XXI веке мартеновский способ производства сохранился только в России, на Украине и в Индии. Он практически вытеснен гораздо более эффективным кислородно-конвертерным способом (около 63 % мирового производства), а также электроплавкой (более 30 %). Начиная с 1970-х годов новые мартеновские печи в мире больше не строятся. По результатам 2008 года на мартеновский способ производства приходилось 2,2 % объема мировой выплавки стали.

Первая мартеновская печь на Выксунском металлургическом заводе была построена в 1892 году.

В 1937–1939 годах была проведена масштабная реконструкция мартеновского цеха. В первые месяцы Великой Отечественной металлурги Выксы освоили выпуск броневых марок стали для танков, орудий и другого вооружения. После войны цех был модернизирован, а его мощность — увеличена.

В 1975 году в связи с коренной реконструкцией завода старый мартеновский цех, прослуживший стране 83 года, закрыли. Новый мартеновский цех № 2 в 1973–1974 годах освоил выплавку и разливку колесной стали, которая и стала его основной продукцией. Оснащенный двумя печами емкостью по 250 тонн каждая (сейчас работает только одна из них), он до сих пор действует, являясь основным производителем заготовки для колесопрокатного производства ВМЗ. В 2004–2005 годах мартеновские печи завода были модернизированы, создан полностью автоматизированный участок внепечной обработки стали в составе установки «печь — ковш» и вакууматора камерного типа, что значительно повысило производительность и качество выпускаемой продукции.

Объединенная металлургическая компания (АО «ОМК») — один из крупнейших российских производителей металлопродукции для ведущих энергетических, транспортных и промышленных предприятий.

Выксунский металлургический завод входит в состав ОМК с 1999 года. На предприятии работают свыше 15 тысяч сотрудников. Год его основания — 1757, основатели — братья Баташевы. Это № 1 в Европе по выпуску труб для магистральных трубопроводов и ж/д колес.

Выкса (городской округ город Выкса) — один из центров металлургии России с более чем 260-летней историей. Расположен в Нижегородской области, в 350 километрах от Москвы.

история создания, устройство, работа и применение в современной промышленности

Мартеновские печи – это настоящий символ подъема промышленности в России (СССР) середины XX века. Недаром им посвящены песни, про рабочих-металлургов и сталеваров сняты художественные фильмы. В этой статье будет представлена история создания таких устройств, их прошлое и настоящее.

Свернуть

• Что такое мартеновская печь?
• История появления
• Устройство
• org/ListItem»>Принцип работы
• Виды и разновидности мартеновских плавок
• Отличие от доменной печи
• Плюсы и минусы
• Используются ли эти печи сейчас?
• Что сейчас используют вместо мартеновских печей?
• Вывод

Что такое мартеновская печь?

Печь мартеновского типа – это особая металлургическая установка, в которой из лома железа и чугуна получается сталь.

С помощью конвективных потоков раскаленной газовоздушной смеси происходит сам процесс нагревания, а также дальнейшего плавления материала.

Ниже представлено фото мартеновской печи и сталевара, обслуживающего ее, а также контролирующего процесс выплавки металла:

Фото 1

Фото 2

Фото 3

к содержанию ↑

История появления

Изобрел мартеновскую печь французский металлургический инженер Пьер Эмиль Мартен в 1864 году. С того времени – это официальная дата изобретения мартеновской печи. 

Во второй половине XIX века мартеновские установки стали настоящим прорывом в сталелитейном производстве.

В России первые мартены появились в 1870 году на Сормовском заводе под Нижним Новгородом. В их создании принимал активное участие инженер А. Износков.

Благодаря интенсивному развитию промышленности в СССР, в 30-ые годы XX века, к началу Великой Отечественной войны этот комбинат стабильно обеспечивал советскую армию запасными деталями, частями корпусов из стали и чугуна для военной техники.

к содержанию ↑

Устройство

Основными элементами, представляющими устройство мартеновской печи, являются:

• Корпус, состоящий из передней и задней стенок, а также ее свода.
• Головки, оснащенные каналами, расположенными вертикально. Через них происходит газовый обмен рабочей камеры с внешней средой, а также подается топливо.
• Шлаковики воздушного и газового типа, в них происходит сбор и накопление крупнофракционной плавильной пыли.
• Регенераторы, которые обеспечивают стабильную температуру подаваемого газа и воздуха, за счет тепловой энергии, выходящей из рабочей камеры.
• Труба для отвода дыма и газов.
• Котел-утилизатор.
• Реверсивно-регулирующие клапаны, их функция состоит в выведении продуктов сгорания, а также в правильной подаче газового топлива и воздуха в камеру.

Ниже приведены типовые схемы мартеновских печей:

к содержанию ↑

Принцип работы

Мартеновская печь – это пламенный отражающий механизм, который действует по принципу регенерации металла. В рабочем пространстве происходит сжигание природного газа или мазута.

Температура в мартеновской печи может достигать 18000 градусов Цельсия. Такой высокий уровень температуры поддерживается с помощью регенерации тепловой энергии печных газов.

Описание принципа работы:

1. Подогретый до 1200 – 1250 градусов газ, попадает в рабочую камеру, где происходит процесс его смешивания с топливом. Возникающий факел направляется на закладку шихты и происходит выплавление металла из нее.
2. В свою очередь, отработанные газы, в смеси с шихтовой пылью, удаляются через дымоход в атмосферу, подвергаясь фильтрации в регенераторе. По завершении цикла, с помощью клапанов происходит переключение регенераторов и вертикальных головок. Процесс повторяется в зеркальном отображении, благодаря симметричной конструкции мартена.
3. Процесс получения стали в такой установке длится несколько часов. Во время работы сталевар осуществляет контрольную выемку расплава специальным приспособлением, после чего направляет ее в цеховую лабораторию для определения процентного соотношения металла и примесей, таких как марганец, фосфор, сера и прочих.
4. По результатам такого анализа, в рабочую камеру добавляются специальные присадки, улучшающие качество стали. В конце процесса производится процедура удаления кислорода из расплава с помощью раскислителей, ими являются ферромарганец, алюминий и ферросилиций.

к содержанию ↑

Виды и разновидности мартеновских плавок

Производство стали в мартеновских печах можно разделить на два основных способа – скрап-рудный процесс и скрап-процесс.

• Рудный процесс.
• Скрап-процесс характеризуется большим количеством металлолома в шихте, предельного чугуна в ней 30 – 45%.
• Скрап-рудный процесс предусматривает плавку смеси лома и железной руды, содержание жидкого чугуна в ней больше и составляет 55 – 75%.

На качество получаемой стали влияет и футеровка стенок печного агрегата. Когда была изобретена мартеновская печь, об этом сильно не задумывались, но позже стали понятны механизмы получения того или иного вида стали с определенными свойствами.

Существует основная и кислая футеровка:

• Основная футеровка применяется для получения конструкционных, марганцовистых, хромистых и низколегированных сталей.
• Кислая футеровка – для высоколегированных качественных сталей с минимальным содержанием примесей.

к содержанию ↑

Отличие от доменной печи

Отличие доменной печи и мартеновской печи состоит в способе закладке шихты, а также в методах отвода и подачи газов в рабочее пространство установок.

Доменные агрегаты могут быть электрическими, в то время как мартены работают только на газу или жидком топливе. Печь мартеновского типа состоит из нескольких рабочих камер, а домна – это один большой резервуар шахтного типа.

Доменная печь, мартеновская печь – отличия их состоят и в атмосфере внутри камер. Домны способны работать с нейтральными или восстановительными атмосферами при различных режимах давления.

Это повышает производительность, а также количество выплавляемого металла на единицу объема шихты. Так, в отходах доменного производства содержится в 10 раз меньше остаточного железа, чем в шихте, оставшейся после мартенов.

к содержанию ↑

Плюсы и минусы

Основными достоинствами печей мартеновского типа являются:

• Хорошее качество продукции.
• Возможность осуществлять контроль качества выплавляемого металла в процессе работы установки.
• Простота управления и обслуживания.
• Низкие требования к качеству исходного сырья.
• Способность переплавлять металлолом.
• Возможность применения присадок и добавок, улучшающих качество стали.

Но отрицательных моментов у мартеновских печей больше, они следующие:

• Низкая экономичность;
• Высокое количество отходов металла;
• Сложность и дороговизна ремонтных работ;
• Невозможность получить сталь высокого качества;
• Долгое время плавки металла;
• Большой расход футеровочных материалов при строительстве и ремонте;
• Недопустимо высокое количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу;
• Вредные и опасные условия труда у рабочих;
• Малая производительность труда.

к содержанию ↑

Используются ли эти печи сейчас?

Сейчас подобные агрегаты практически не применяются. Несколько заводов, использующих производство стали в печах, по типу мартеновских, еще функционируют в Китае, Украине, Индии и странах «третьего мира».

Это обусловлено их малой рентабельностью, а также особо вредными условиями труда работников, занятых в мартеновском производстве.

По степени загрязнения окружающего воздуха промышленными выбросами и аэрозолями, эти печки занимают одно из первых мест. Именно поэтому, с начала XXI почти все мировые производители металла отказались от подобных устройств в пользу современных сталеплавильных агрегатов.

к содержанию ↑

Что сейчас используют вместо мартеновских печей?

Шестидесятые года XX века ознаменовались изобретением новых прогрессивных методов получения качественной стали, таких как электрическая выплавка и кислородно-конвертерный способ.

Получение стали в мартеновских печах постепенно прекращалось. Перестали строиться новые установки, последняя печь данного вида была построена в 1970 году.

Физический износ мартеновских установок постепенно сводит подобное производство металла к нулю, во всем мире на сегодняшний день таким способом выплавляется всего 2% от общего объема изготавливаемой стали. На смену мартенам пришли:

1. Электродуговые печи.
2. Шахтные печи.
3. Вакуумные печи.

к содержанию ↑

Вывод

Прошло уже более 150 лет с того момента, в каком году была создана мартеновская печь. Технологии плавления металла сильно шагнули вперед, были разработаны новые экономичные и экологически безопасные виды плавки стали. Однако, именно изобретение мартенов дало мощный толчок к росту промышленности.

Благодаря таким печкам, увеличение промышленного производства в XX веке достигло небывалых темпов. Сейчас выплавка стали в мартеновских печах в мире практически прекращена, но этот агрегат навсегда останется символом стремительного развития машиностроения и металлургии в умах многих поколений.

852 Открытая подовая печь Стоковые фото, картинки и изображения

Работающая электродуговая печь в цехе металлургического завода. загородный коттедж PREMIUM

Девушка подбрасывает дрова в огонь в печке. топка топка в доме. разжечь огонь в печиPREMIUM

Производственный процесс на сталелитейном заводе. дуговая печьPREMIUM

Значок печи из серебряного кирпича на синем фоне. кирпичный камин, каменная печь, икона каменной печи. концепция минимализма. 3d иллюстрация 3d визуализацияPREMIUM

Горящий камин, дрова, уютный теплый дом.PREMIUM

На территории промкомбината интерьерPREMIUM

Каменный очаг или печь. изолированный дом открытый камин или очаг, древняя печь или кузница изолированная векторная кузница с каменными стенами, мантией и горящим огнем, пылающим пламенемПРЕМИУМ

Крупный план сжигания дров в печиPREMIUM

Камин в интерьереPREMIUM

Старая хлебная печь, используемая в монастыреPREMIUM

Электрическая стальная печь, светящиеся графитовые электродыPREMIUM

Иконка печи из синего кирпича выделена бесшовным узором на красном фоне. кирпичный камин, каменная печь, икона каменной печи. vectorPREMIUM

Современный интерьерный камин. жилой современный открытый очаг, дом изолированный векторный классический камин, элемент домашнего интерьера с пламенем дров, металлическими решетками и мраморными каменными колоннами и декоромПРЕМИУМ

Электродуговая сталеплавильная печь, толстые мощные каленые графитовые электродыPREMIUM

Камин из красного кирпича уличная топка черная обожженнаяPREMIUM

Ретро русская печь, в которой топят дрова в деревенском доме. разжигание печи для приготовления пищи. традиционная кухня.PREMIUM

Значок векторной линии каменной печи, знак, иллюстрация на белом фоне, редактируемые штрихиPREMIUM

Значок вектора камина.0003

Горящие поленья в камине из красного кирпича в загородном домеPREMIUM

Тлеющие поленья и угли в камине из глиняного кирпича в загородном домеPREMIUM

Иконка кирпичной печи на сером фоне. кирпичный камин, каменная печь, икона каменной печи. монохромный винтажный рисунок. векторная иллюстрацияPREMIUM

Домашний кирпичный камин с пламенем. дом современный камин изолированный вектор открытый очаг или элемент домашнего интерьера с пылающим огнем, бетонной или каменной мантией и металлическими решеткамиПРЕМИУМ

Огонь в духовке. дрова окутаны пламенем. PREMIUM

Светящаяся неоновая линия значок кирпичной печи изолирован на фоне кирпичной стены. кирпичный камин, каменная печь, икона каменной печи. векторная иллюстрацияPREMIUM

Значок печи из бирюзового кирпича на белом фоне. кирпичный камин, каменная печь, икона каменной печи. концепция минимализма. 3d illustration 3d renderPREMIUM

Горящие дрова в камине из красного кирпича в загородном коттеджеPREMIUM

Значок печи из черного кирпича на белом фоне. кирпичный камин, каменная печь, каменная печь icon.set красочные иконки. векторПРЕМИУМ

Заливка жидким титановым шлаком из дуговой печиPREMIUM

Горение дров и углей в глиняном кирпичном камине на дачеPREMIUM

Горящий камин, дрова, уютный теплый дом. PREMIUM

Домашний каменный камин с пламенем и дровами. элемент дизайна интерьера дома, классический мартеновский векторный камин из камня, кирпича и мрамора или бетонный камин, бревна в хранилище для дровPREMIUM

Сталевар у работающей мартеновской печиPREMIUM

Кирпичный камин с кусками дерева и инструментами для костра. домашний классический камин, жилой изолированный вектор открытый очаг, домашнее отопительное оборудование с пылающим огнем, покерная палка и лопатаPREMIUM

Горящие дрова в печи, сделанной под каминомPREMIUM

Значок печи из синего кирпича выделен на фиолетовом фоне. кирпичный камин, каменная печь, икона каменной печи. концепция минимализма. 3d illustration 3d renderPREMIUM

Значок печи из розового кирпича на синем фоне. кирпичный камин, каменная печь, икона каменной печи. концепция минимализма. 3d иллюстрация 3d визуализацияПРЕМИУМ

Каменный камин с пилястрами. домашний классический камин, изолированный открытый очаг, жилой вектор мраморный камень или бетонный камин, элемент интерьера дома с пылающим огнем, колонны и декоративная решеткаPREMIUM

На территории промышленного предприятия интерьерPREMIUM

Обжиг дровами в открытой печи для пиццыPREMIUM

Процесс производства на сталелитейном заводе. дуговая печьPREMIUM

Значок вектора камина. значок вектора мультфильма на белом фоне камина. PREMIUM

Нижний Тагил, Россия — 21 августа 2016 г.: разрушена мартеновская печь. музей горно-производственного оборудования. россия, урал, нижний тагилPREMIUM

Малый открытый камин-барбекю для приготовления пищи. открытый гриль-барбекю. открытая летняя кухня. гриль для барбекю из кирпича на заднем дворе. изолированные на белом фоне.PREMIUM

Крупный план кучи горящих дров и ярких углей в камине из красного кирпича. PREMIUM

Горящие дрова, огонь и пламя крупным планом в открытой чугунной печи. селективный фокусPREMIUM

Современные и прочные трубы для каминаPREMIUM

Девушка подбрасывает дрова в огонь в печи. топка топка в доме. разведение огня в печиPREMIUM

Стопка дров горит ярким горячим пламенем в камине из красного кирпича поздним темным холодным вечеромPREMIUM

Горящие поленья и угли в камине из красного кирпича в загородном коттеджеPREMIUM

Классические кирпичные ворота вектор силуэтPREMIUM

Каменный камин в домашнем интерьереPREMIUM

Работа мартеновской печи на металлургическом заводеPREMIUM

Резервуар заливает жидкую сталь в формыPREMIUM

Иконка кирпичной печи белой линии выделена на зеленом фоне. кирпичный камин, каменная печь, икона каменной печи. векторная иллюстрацияPREMIUM

Производство жидкой сталиPREMIUM

Нижний Тагил, Россия — 20 августа 2019 г.: мартеновская печь в цехе старого горно-металлургического комбинатаPREMIUM

Резервуар заливает жидкую сталь в формыPREMIUM

Кирпичная дровяная печь с дровами на ул. приготовление еды. место для текста. background image.PREMIUM

Каменный камин в интерьере домаPREMIUM

Зимний уличный очаг с горящими дровами, камин, выборочный фокусPREMIUM

Значок печи из золотого кирпича выделен на синем фоне. кирпичный камин, каменная печь, икона каменной печи. векторная иллюстрацияPREMIUM

Танк заливает жидкую сталь в формыPREMIUM

Огонь в печи. дрова объяты пламенем.ПРЕМИУМ

Производственный процесс на сталелитейном заводеPREMIUM

Серебряная линия кирпичной печи на темно-красном фоне. кирпичный камин, каменная печь, икона каменной печи. векторная иллюстрацияPREMIUM

Значок печи из черного кирпича на белом фоне. кирпичный камин, каменная печь, икона каменной печи. векторная иллюстрацияPREMIUM

Яркий играющий огонь с множеством языков пламени в кирпичной каменной печиPREMIUM

Производственный процесс на сталелитейном заводе. дуговая печьPREMIUM

Огонь в духовке. дрова окутаны пламенем. PREMIUM

Красивый камин из камня в домашнем интерьере. PREMIUM

Старый традиционный кирпичный камин с огнем, изолированным на белом. векторная иллюстрация flat.PREMIUM

Производственный процесс на сталелитейном заводеPREMIUM

Загрузка руды в мартеновскую печь на металлургическом заводеPREMIUM

Горящий камин, дрова, уютный теплый дом.PREMIUM

Значок печи из розового кирпича изолирован на розовый фон. кирпичный камин, каменная печь, икона каменной печи. концепция минимализма. 3d иллюстрация 3d визуализацияПРЕМИУМ

Дрова горят ярким пламенем в камине из красного кирпича темным холодным вечеромPREMIUM

Домашний камин из кирпича, изолированного на белом фоне. элемент интерьера для уюта и тепла в доме. векторная рисованная иллюстрация. ПРЕМИУМ

Дрова горят на мангале жаровня, огонь, угли, фон. ПРЕМИУМ

Дрова горят в печи. концепция домашнего тепла и уюта. загородный дом.PREMIUM

Зимний уличный очаг с горящими дровами, камин, селективный фокусPREMIUM

Значок печи из черного кирпича на белом фоне. кирпичный камин, каменная печь, икона каменной печи. векторная иллюстрацияPREMIUM

Уютный кирпичный очаг с огнем на даче.PREMIUM

Очень большой открытый камин-барбекю для приготовления пищи. открытый гриль-барбекю. открытая летняя кухня. гриль для барбекю из кирпича на заднем дворе. изолированные на белом фоне. ПРЕМИУМ

Иконка печи из желтого кирпича на зеленом фоне. кирпичный камин, каменная печь, икона каменной печи. концепция минимализма. 3d иллюстрация 3d визуализацияПРЕМИУМ

Топление дровами в открытой печиPREMIUM

Большой открытый камин-барбекю из 3-х частей со столешницей и раковиной. открытый гриль-барбекю. открытая летняя кухня. гриль для барбекю из кирпича на заднем дворе. изолированные на белом фоне. ПРЕМИУМ

Дом камин с пламенем дров. дома открытые мультяшные векторные очаги камины из кирпича, камин из камня и украшенной керамической плиткой, металлические решетки, кочерга и лопата, деревянные брускиPREMIUM

Несчастный случай на сталелитейном заводеPREMIUM

Летняя кухня с двумя печами, деревянным столом и скамейками под деревянным навесомPREMIUM

Иконка кирпичной печи белой линии, изолированная длинной тенью. кирпичный камин, каменная печь, икона каменной печи. красная шестиугольная кнопка. векторная иллюстрацияPREMIUM

Камин вектор icon.мультфильм вектор значок на белом фоне камин.PREMIUM

Заливка жидкого металла в мартеновской печи. заливка горячей стали. разливка жидкого металла в мартеновском цехе.ПРЕМИУМ

Мартеновская печь в разрезе. публикация книги «Meyers konversations-lexikon», том 2, лейпциг, германия, 1910PREMIUM

красный кирпич, печь, вдохновение для дизайна логотипаPREMIUM

процесс производства горячей стали на сталелитейном заводе, концепция тяжелой промышленности. Видеоматериал. завод по изготовлению металлических труб на заводе.PREMIUM

Старые мартеновские печи на металлургическом заводеPREMIUM

Производственный процесс на сталелитейном заводе. дуговая печьPREMIUM

Иконка кирпичной печи синей линии на синем фоне. кирпичный камин, каменная печь, икона каменной печи. векторная иллюстрацияPREMIUM

Сталь | Состав, свойства, типы, сорта и факты

производство

Посмотреть все СМИ

Ключевые люди:

Эндрю Карнеги
Генри Бессемер
Сэр Уильям Сименс
Джон Огастес Роблинг
Чарльз М. Шваб

Похожие темы:

Дамасская сталь
углеродистая сталь
перлит
мартенситная сталь
стальная промышленность

Просмотреть весь связанный контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

сталь , сплав железа и углерода, в котором содержание углерода колеблется до 2 процентов (при более высоком содержании углерода материал определяется как чугун). На сегодняшний день это наиболее широко используемый материал для строительства инфраструктуры и промышленности в мире, он используется для изготовления всего, от швейных иголок до нефтяных танкеров. Кроме того, инструменты, необходимые для изготовления таких изделий, также изготавливаются из стали. Как показатель относительной важности этого материала, в 2013 году мировое производство необработанной стали составило около 1,6 миллиарда тонн, а производство следующего по важности технического металла, алюминия, составило около 47 миллионов тонн. (Для списка производства стали по странам, см. ниже Мировое производство стали.) Основными причинами популярности стали являются относительно низкая стоимость ее производства, формовки и обработки, изобилие двух сырьевых материалов (железной руды и металлолома) и беспрецедентный ассортимент механические свойства.

Свойства стали

Основной металл: железо

Изучение производства и структурных форм железа от феррита и аустенита до легированной стали

Посмотреть все видео к этой статье

Основным компонентом стали является железо, металл, который в его чистое состояние ненамного тверже меди. За исключением самых крайних случаев, железо в твердом состоянии, как и все другие металлы, поликристаллично, т. е. состоит из многих кристаллов, смыкающихся друг с другом на своих границах. Кристалл — это хорошо упорядоченное расположение атомов, которые лучше всего можно представить в виде сфер, соприкасающихся друг с другом. Они упорядочены в плоскостях, называемых решетками, которые особым образом проникают друг в друга. Для железа расположение решетки лучше всего представить единичным кубом с восемью атомами железа в углах. Важным для уникальности стали является аллотропность железа, то есть его существование в двух кристаллических формах. В объемно-центрированной кубической (ОЦК) конфигурации в центре каждого куба находится дополнительный атом железа. В гранецентрированной кубической (ГЦК) конфигурации в центре каждой из шести граней единичного куба находится один дополнительный атом железа. Примечательно, что стороны гранецентрированного куба или расстояния между соседними решетками в ГЦК конфигурации примерно на 25 процентов больше, чем в ОЦК компоновке; это означает, что в ГЦК-структуре больше места, чем в ОЦК-структуре, для удержания инородных ( , т. е. сплавов) атомов в твердом растворе.

Железо имеет аллотропию ОЦК ниже 912°C (1674°F) и от 1394°C (2541°F) до температуры плавления 1538°C (2800°F). Называемое ферритом, железо в его ОЦК-образовании также называется альфа-железом в более низком температурном диапазоне и дельта-железом в более высокой температурной зоне. Между 912° и 1394°С железо находится в ГЦК-порядке, который называется аустенитным или гамма-железом. Аллотропное поведение железа сохраняется, за немногими исключениями, в стали, даже когда сплав содержит значительное количество других элементов.

Существует также термин бета-железо, который относится не к механическим свойствам, а скорее к сильным магнитным характеристикам железа. Ниже 770 ° C (1420 ° F) железо является ферромагнитным; температуру, выше которой он теряет это свойство, часто называют точкой Кюри.

В чистом виде железо мягкое и, как правило, непригодное для использования в качестве конструкционного материала; основной метод его упрочнения и превращения в сталь — добавление небольшого количества углерода. В твердой стали углерод обычно встречается в двух формах. Либо он находится в твердом растворе в аустените и феррите, либо находится в виде карбида. Форма карбида может быть карбидом железа (Fe ₃ C, известный как цементит), или это может быть карбид легирующего элемента, такого как титан. (С другой стороны, в сером чугуне углерод проявляется в виде чешуек или скоплений графита из-за присутствия кремния, подавляющего образование карбидов.)

Влияние углерода лучше всего иллюстрируется диаграммой равновесия железо-углерод. Линия A-B-C представляет точки ликвидуса (, т. е. температуры, при которых расплавленное железо начинает затвердевать), а линия H-J-E-C представляет точки солидуса (при которых затвердевание завершается). Линия A-B-C показывает, что температура затвердевания снижается по мере увеличения содержания углерода в расплаве железа. (Это объясняет, почему серый чугун, содержащий более 2 процентов углерода, обрабатывается при гораздо более низких температурах, чем сталь.