铁在不同的温度和压力下，会呈现出不同的原子排列方式。这种现象称为相变，它会影响铁的物理和化学性质。铁有四种主要的晶体结构，分别是α-铁、γ-铁、δ-铁和ε-铁。
- α-铁：又称为体心立方铁，是在室温下最稳定的铁的晶体结构。它的原子以体心立方的方式排列，每个晶胞中有两个原子。α-铁的密度为7.86克/立方厘米，硬度为4.5，磁性为铁磁性。
- γ-铁：又称为面心立方铁，是在高温下最稳定的铁的晶体结构。它的原子以面心立方的方式排列，每个晶胞中有四个原子。γ-铁的密度为7.87克/立方厘米，硬度为3.5，磁性为顺磁性。
- δ-铁：又称为高温体心立方铁，是在高温和高压下出现的铁的晶体结构。它的原子以体心立方的方式排列，每个晶胞中有两个原子。δ-铁的密度为7.82克/立方厘米，硬度为4.0，磁性为顺磁性。
- ε-铁：又称为六方最密堆积铁，是在极高的压力下出现的铁的晶体结构。它的原子以六方最密堆积的方式排列，每个晶胞中有六个原子。ε-铁的密度为8.37克/立方厘米，硬度为6.0，磁性为铁磁性。
铁是一种可以锻造的金属，也就是说，它可以在加热后，通过锤击、压缩、拉伸等方式，改变它的形状和尺寸。锻造是一种古老的金属加工技术，它可以提高金属的强度、韧性和耐磨性，同时减少金属的缺陷和杂质。锻造的原理是利用金属的塑性变形，使金属的晶粒细化和重新排列，形成更紧密和均匀的结构。
锻造的过程通常分为三个阶段，分别是预锻、粗锻和精锻。预锻是将金属加热到适当的温度，使其变软，然后用锤子或压力机轻轻地敲打或压缩，使其变形，去除气孔和裂纹。粗锻是将金属进一步加热和变形，使其接近所需的形状和尺寸，同时保持一定的余量。精锻是将金属加热到最佳的温度，然后用精确的模具或工具，对金属进行最后的变形，使其达到所需的形状和尺寸，同时消除应力和缺陷。
当铁在暴露于空气和水的条件下，表面会发生氧化反应，形成一层红棕色的铁锈。铁锈的化学式是Fe2O3·nH2O，它是一种水合氧化铁，含有不定量的水分。铁锈的形成是一个复杂的过程，涉及到多种因素，如温度、湿度、氧气、二氧化碳、盐分、微生物等。
铁锈的形成对铁的性能有着不利的影响，它会降低铁的强度、硬度、韧性、延展性、导电性、导热性等，同时增加铁的重量、体积和膨胀系数等。铁锈还会使铁的表面变得粗糙、不平整、不美观，影响铁的使用和美观。因此，防止铁生锈是一项重要的工作，常用的方法有涂漆、镀层、阴极保护、牺牲阳极、添加抑制剂等。
铁是一种可以熔化的金属，也就是说，它可以在高温下，从固态变成液态。铁的熔点是1538摄氏度，这是指在标准大气压下，铁从固态变成液态的温度。铁的熔点受到压力和杂质的影响，如果压力增大，铁的熔点会升高；如果铁中含有其他元素，铁的熔点会降低。
铁的熔化是一种物理变化，它不会改变铁的化学性质，只是改变了铁的状态和形态。铁的熔化需要吸收大量的热能，这是因为铁的原子之间存在着强大的金属键，需要克服这些键的作用力，才能使铁的原子从固定的位置移动到自由的位置。铁的熔化是一种可逆的变化，如果将液态的铁冷却到熔点以下，它就会重新凝固成固态的铁。
