Cementit

Cementit

Fáze slitin železa a uhlíku
Ferit ( pevný roztok intersticiálního C v α - železe s tělesně centrovanou kubickou mřížkou) Austenit ( tuhý roztok intersticiálního C v γ - železe s plošně centrovanou kubickou mřížkou) Cementit (karbid železa; metastabilní fáze s vysokým obsahem uhlíku Fe 3 C) Grafitová stabilní fáze s vysokým obsahem uhlíku
Struktury železo-uhlíkových slitin
Ledeburit ( eutektická směs krystalů cementitu a austenitu, která se ochlazením mění na perlit) Martenzit (vysoce přesycený pevný roztok uhlíku v α - železe s na tělo centrovanou tetragonální mřížkou) Perlit ( eutektoidní směs skládající se z tenkých střídajících se lamel feritu a cementitu) Sorbitol (dispergovaný perlit) Troostite (vysoce rozptýlený perlit) Bainit (zastaralé: jehlicovitý troostit) je ultrajemná směs nízkouhlíkových krystalů martenzitu a karbidů železa
Staňte se
Konstrukční ocel (až 0,8 % C ) Ocel s vysokým obsahem uhlíku (až ~2% C ): nástroj , matrice , pružina , vysoká rychlost Nerezová ocel ( legovaná chromem ) Tepelně odolná ocel žáruvzdorná ocel vysokopevnostní oceli
litina
Bílá litina (křehká, obsahuje ledeburit a neobsahuje grafit) Šedá litina ( grafit ve formě desek) Tvárná litina (vločkový grafit) Tvárná litina (grafit ve formě kuliček) Poloviční litina (obsahuje jak grafit, tak ledeburit)

Cementit je karbid železa , chemická sloučenina se vzorcem Fe3C .

Popis

Koncentrace uhlíku v cementitu - 6,67 % hm. - je limitní pro slitiny železo-uhlík. Cementit je metastabilní fáze; vytvoření stabilní fáze, grafitu , je v mnoha případech obtížné. Cementit má ortorombickou krystalovou mřížku, je velmi tvrdý a křehký, do 210 °C slabě magnetický.

V závislosti na podmínkách krystalizace a následného zpracování může mít cementit různý tvar - rovnoosá zrna, sítě podél hranic zrn, desky, ale i Widmanstattskou strukturu .

Cementit v různém množství, v závislosti na koncentraci, je přítomen ve slitinách železo-uhlík již při nízkém obsahu uhlíku. Vzniká v procesu krystalizace z taveniny litiny . V ocelích se vysráží při ochlazování austenitu nebo při zahřívání martenzitu . Cementit je fázovou a strukturní složkou železo-uhlíkových slitin , nedílnou součástí ledeburitu , perlitu , sorbitu a troostitu . Cementit je zástupcem tzv. intersticiálních fází, sloučenin přechodných kovů s lehkými metaloidy. V intersticiálních fázích je vysoký podíl kovalentních i kovových vazeb.

Tvrdost podle Brinella je více než 800 kg/ mm2 .
Primární cementit krystalizuje z kapalné slitiny
Sekundární cementit - z austenitu
Terciární cementit - z feritu

Chemické vlastnosti

Šedá, poměrně tvrdá, tepelně stabilní. Nereaguje s vodou, alkáliemi, hydrátem amoniaku.

rozkládá se při teplotách nad 1650 °C:

{\mathsf {Fe_{3}C\ {\xrightarrow {>1650^{o}C}}3Fe+C}}

Rozkládá se kyselinami (konc.):

{\displaystyle {\mathsf {Fe_{3}C+6HCl\ {\xrightarrow {}}3FeCl_{2}+C{\downarrow }+3H_{2}{\uparrow ))))

{\mathsf {Fe_{3}C+22HNO_{3}\ {\xrightarrow {}}3Fe(NO_{3})_{3}+CO_{2}{\uparrow }++13NO_{2} {\uparrow }+11H_{2}O))

Reaguje s kyslíkem:

{\displaystyle {\mathsf {Fe_{3}C+3O_{2}\ {\xrightarrow {600-700^{o}C}}Fe_{3}O_{4}+CO_{2))))

{\mathsf {4Fe_{3}C+Fe_{3}O_{4}\ {\xrightarrow {1000-1100^{o}C))15Fe+4CO))

Literatura

Bunin K. P. , Baranov A. A. Metalografie. - M .: Metalluria, 1970.
Umansky Ya.S., Skakov Yu.A., Physics of Metals, Moskva, 1978.
Kuzmin B. A., Samochotsky A. I., Kuzněcova T. N. Metalurgie, hutnictví a stavební materiály. - M., "Vyšší škola", 1971. - 352 s.
Anorganická chemie v reakcích / R. A. Lidin, V. A. Molochko, L. L. Andreeva. - Moskva: "Drofa", 2007. - T. 3. - 640 s. - ISBN 978-5-358-01303-2 .

Odkazy

Encyklopedie "Kolem světa" ®