Цементит

Шаблон:Нет сносокШаблон:Железоуглеродистые сплавы Цементит (Шаблон:Lang-en) — карбид железа, химическое соединение с формулой $\mathrm{F}\mathrm{e}{\phantom{A}}_3\mathrm{C}$.

Описание

Концентрация углерода в цементите — Шаблон:Num по массе — предельная для железоуглеродистых сплавов. Цементит — метастабильная фаза; образование стабильной фазы — графита во многих случаях затруднено. Цементит имеет орторомбическую кристаллическую решётку, очень твёрд и хрупок, слабо магнитен до 210 °C.

Структура цементита

В зависимости от условий кристаллизации и последующей обработки цементит может иметь различную форму — равноосных зёрен, сетки по границам зёрен, пластин, а также Видманштеттенову структуру.

Цементит в разных количествах, в зависимости от концентрации, присутствует в железоуглеродистых сплавах уже при малых содержаниях углерода. Формируется в процессе кристаллизации из расплава чугуна. В сталях выделяется при охлаждении аустенита или при нагреве мартенсита. Цементит является фазовой и структурной составляющей железоуглеродистых сплавов, составной частью ледебурита, перлита, сорбита и троостита.

Цементит — представитель так называемых фаз внедрения, соединений переходных металлов с лёгкими металлоидами. В фазах внедрения велики доля как ковалентной, так и металлической связи.

Твёрдость по Бринеллю больше 800 кг/мм².

• Первичный цементит кристаллизуется из жидкого сплава;
• Вторичный цементит — из аустенита;
• Третичный цементит — из феррита.

Химические свойства

Цементит не реагирует с водой, щелочами, гидратом аммиака.

• Разлагается при температуре выше 1650 °C:

$𝖥{𝖾}_{\mathrm{𝟥}}𝖢\stackrel{>1650^{o}C}{\to }\mathrm{𝟥}𝖥𝖾\mathsf{+}𝖢$.

• Разлагается концентрированными кислотами:

$𝖥{𝖾}_{\mathrm{𝟥}}𝖢\mathsf{+}\mathrm{𝟨}𝖧𝖢𝗅\stackrel{}{\to }\mathrm{𝟥}𝖥𝖾𝖢{𝗅}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{+}𝖢\mathsf{\downarrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }$;

$𝖥{𝖾}_{\mathrm{𝟥}}𝖢\mathsf{+}\mathrm{𝟤}\mathrm{𝟤}𝖧𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}\stackrel{}{\to }\mathrm{𝟥}𝖥𝖾\mathsf{(}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟥}}{\mathsf{)}}_{\mathrm{𝟥}}\mathsf{+}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟥}𝖭{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\mathsf{\uparrow }\mathsf{+}\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟣}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}𝖮$.

• Реагирует с кислородом и оксидом железа(II,III):

$𝖥{𝖾}_{\mathrm{𝟥}}𝖢\mathsf{+}\mathrm{𝟥}{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{600-700^{o}C}{\to }𝖥{𝖾}_{\mathrm{𝟥}}{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\mathsf{+}𝖢{𝖮}_{\mathrm{𝟤}}$;

$\mathrm{𝟦}𝖥{𝖾}_{\mathrm{𝟥}}𝖢\mathsf{+}𝖥{𝖾}_{\mathrm{𝟥}}{𝖮}_{\mathrm{𝟦}}\stackrel{1000-1100^{o}C}{\to }\mathrm{𝟣}\mathrm{𝟧}𝖥𝖾\mathsf{+}\mathrm{𝟦}𝖢𝖮$.

• Взаимодействует с водородом:

$𝖥{𝖾}_{\mathrm{𝟥}}𝖢\mathsf{+}\mathrm{𝟤}{𝖧}_{\mathrm{𝟤}}\stackrel{t,p}{\to }\mathrm{𝟥}𝖥𝖾\mathsf{+}𝖢{𝖧}_{\mathrm{𝟦}}$.

Литература

• Шаблон:Книга:Бунин К. П., Баранов А. А.: Металлография
• Уманский Я.С., Скаков Ю.А., Физика металлов, М., 1978.
• Кузьмин Б. А., Самохоцкий А. И., Кузнецова Т. Н. Металлургия, металловедение и конструкционные материалы. — М., "Высшая школа", 1971. — 352 с.
• Шаблон:Книга

Ссылки

Энциклопедия «Кругосвет»^®