Cementyt

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Cementyt
Struktura cementytu: atomy Fe: __ atomy C: __
Struktura cementytu: atomy Fe: __ atomy C: __
Nazewnictwo
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny Fe3C
Masa molowa 179,54 g/mol
Wygląd ciemnoszare ciało stałe
Minerały cohenit
Identyfikacja
Numer CAS 12011-67-5
PubChem 165960[4]
Podobne związki
Podobne związki węglik ε (Fe2,4C)
węglik η (Fe2C)
węglik χ (Fe2,2C; Fe2,5C)
węglik κ (Fe1,37C)
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
Commons Multimedia w Wikimedia Commons
Wikisłownik Hasło cementyt w Wikisłowniku

Cementytmetastabilny[3] węglik żelaza o wzorze empirycznym Fe3C (25% atomów C, co stanowi 6,67% masowych C). Jest jednym ze składników strukturalnych stopów żelaza z węglem występującym w stali i żeliwach[5].

Podstawowe informacje[edytuj | edytuj kod]

Cementyt jest twardym i kruchym związkiem; jego twardość to około 65 HRC. Charakteryzuje się wysoką odpornością chemiczną. Ma duży wpływ na właściwości stali i żeliw[3][6][7]. Krystalizuje w układzie krystalograficznym rombowym. Na jedną komórkę elementarną przypada 12 atomów żelaza i 3 atomy węgla[8]. Jego periody identyczności wynoszą a = 4,525 Å, b = 5,087 Å i c = 6,743 Å[9]. Temperatura Curie cementytu wynosi 210 °C i w układzie żelazo-cementyt oznaczana jest jako A0. Poniżej niej cementyt wykazuje własności ferromagnetyczne, a powyżej staje się paramagnetyczny[3][5]. Wyznaczenie temperatury topnienia jest problematyczne z powodu jego rozkładu w wysokiej temperaturze do żelaza i węgla w postaci grafitu. Teoretycznie oszacowana temperatura topnienia wynosiła 1550 °C. Według niektórych badań najprawdopodobniejszą temperaturą jest 1250 °C[1][2].

Znaczenie materiałowe[edytuj | edytuj kod]

Cementyt jest składnikiem strukturalnym stali i żeliw. W układzie Fe-Fe3C wyróżnia się[5][7]:

  • cementyt pierwszorzędowy (Fe3C' lub Fe3CI) – cementyt wydzielający się z cieczy przy krzepnięciu stopu o zawartości 4,3–6,67% C. Występuje głównie w postaci dużych igieł.
  • cementyt drugorzędowy/wtórny (Fe3C'' lub Fe3CII) – cementyt wydzielający się z austenitu podeutektycznego (0,77–2,11% C) na skutek obniżania się w nim rozpuszczalności węgla wraz ze spadkiem temperatury. Występuje najczęściej w postaci siatki na granicach ziarn austenitu.
  • cementyt trzeciorzędowy (Fe3''' lub Fe3CIII) – cementyt wydzielający się z ferrytu podeutektoidalnego (0,0008–0,77% C) na skutek obniżania się w nim rozpuszczalności węgla wraz ze spadkiem temperatury. Ma zwykle morfologię sferoidalnych lub płytkowych wydzieleń na granicach ziaren ferrytu.
Wykres fazowy żelazo-węgiel z zakresami występowania cementytów Fe3CI–Fe3CIII

Cementyt tworzy w stopach Fe-C mieszaniny:

Cementyt można również zaobserwować w poniższych mikrostrukturach:

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. 1,0 1,1 1,2 Iron compounds: triiron carbide (ang.). webelements.com. [dostęp 2014-10-26].
  2. 2,0 2,1 A. A. Zhukov. Once more about the Fe−C phase diagram. „Metal Science and Heat Treatment”. 42 (1), s. 42-43, 2000. doi:10.1007/BF02471355. 
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 First-principles prediction of partitioning of alloying elements between cementite and ferrite. „Acta Materialia”. 58 (19), s. 6276-6281, 2010. doi:10.1016/j.actamat.2010.07.049. 
  4. Cementyt – podsumowanie (ang.). PubChem Public Chemical Database.
  5. 5,0 5,1 5,2 5,3 Jerzy Pacyna: Metaloznawstwo. Wybrane zagadnienia. Kraków: UWND AGH, 2005, s. 151-161. ISBN 83-89399-93-6.
  6. Marcin Leonowicz: Podstawy Nauki o Materiałach I. W: Podstawy Nauki o Materiałach I [on-line]. Wydział Inżynierii Materiałowej Politechniki Warszawskiej. [dostęp 2014-10-26]. s. 30.
  7. 7,0 7,1 Dmitri Kopeliovich: Iron-carbon phase diagram (ang.). SubsTech (Substances & Technologies), 2011. [dostęp 2014-10-26].
  8. H. K. D. H. Bhadeshia: The Structure of Cementite (ang.). University of Cambridge. Phase Transformations & Complex Properties Research Group. [dostęp 2014-10-26].
  9. H. K. D. H. Bhadeshia: Bainite in Steels. Wyd. 2. Cambridge: Institute of Materials, Minerals and Mining, 2001, s. 64. ISBN 1-86125-112-2.

Linki zewnętrzne[edytuj | edytuj kod]