在纯铁表面形成了Cr 含量很高的表面合金层。这说明经过表面自纳米化处理在纯铁表面得到的纳米结构层只有在热稳定温度以下才能发挥其晶界体积比高、晶界处于非平衡状态,为原子提供短路扩散通道的优势,实现原子的大量渗入。由于在500 ℃时Fe依然保持体心立方晶格, 而Cr 元素属于体心立方晶格,Ni 元素属于面心立方晶格,根据扩散理论,晶格匹配将有助于扩散,所以在纯铁不锈钢化层中,Cr 元素的含量远远高于Ni 元素。
国产一般工业纯铁(DT1- DT8)真空性能较差,主要是由于材料杂质含量高,含气量多。从金相分析可观察到为非正常组织、晶格变形、歪扭、裂纹、组织疏松等缺陷。DT9采用了真空感应和电渣重熔双重冶炼工艺。
电磁纯铁中的杂质元素是指溶于铁素体的除Si和A1以外的元素,常见的有C,Mn,P,S,也包括冶炼时废钢带入的Ni, Cr, Cu,Ti等元素,这些杂质元素溶入铁素体后将造成较大的内应力场,尤其是间隙元素C为显著;其次是N,P,会使矫顽力显著增大,同时降低磁感应强度。
有的杂质存在于晶界上,还会阻止磁畴壁运动,影响电磁纯铁磁化(如图1所示)。另外,C还会引起磁时效,即在退火冷却后,呈过饱和固溶状态的C在长期使用过程中以极弥散的状态析出从而引起磁性恶化的现象。凝固速度过慢,离心铸造时转速过高,离心机转动时模具颠簸大,均可使合金成分组成元素密度差别悬殊的铸件,产生硬度不均现象。