Une phase dans un alliage métallique est une partie physiquement distincte, mécaniquement séparable, ayant une composition et une structure propres.
Le fer pur présente deux changements de phase importants à l'état solide, correspondant à des changements de structure cristalline.
À la température d'équilibre Ae3 de 912°C, la transformation est :
Fe α ⇔ Fe γ
À la température d'équilibre Ae4 de 1394°C, la transformation est :
Fe γ ⇔ Fe δ
En ajoutant des éléments au fer, le diagramme des phases se transforme : des zones biphasées apparaissent.
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