Cementyt

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
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
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)

Cementytmetastabilny[3] węglik żelaza o wzorze empirycznym Fe3C (25% atomów C, co stanowi 6,67% masowych C). Jest jednym ze składników strukturalnych występującym w stali i żeliwach[4].

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][5][6]. Krystalizuje w układzie krystalograficznym rombowym. Na jedną komórkę elementarną przypada 12 atomów żelaza i 3 atomy węgla[7]. Jego periody identyczności wynoszą a = 4,525 Å, b = 5,087 Å i c = 6,743 Å[8]. 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][4]. 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:

  • cementyt pierwszorzędowy (Fe3C') – cementyt wydzielający się z cieczy przy krzepnięciu stopu o zawartości 4,3% C do 6,67% C. Występuje głównie w postaci dużych igieł.
  • cementyt drugorzędowy/wtórny (Fe3C") – cementyt wydzielający się z austenitu podeutektycznego (0,77% C–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 (Fe3C"') – cementyt wydzielający się z ferrytu podeutektoidalnego (0,0218% C–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[4][6].

Cementyt tworzy w stopach Fe-C mieszaniny:

Cementyt można również zaobserwować w poniższych mikrostrukturach:

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. 1,0 1,1 1,2 Iron compounds: triiron carbide (ang.). [dostęp 2012-02-29].
  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. Berling, Niemcy: Springer. 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, 2010-07-28. Amsterdam, Holandia: Elsevier. 
  4. 4,0 4,1 4,2 4,3 Pacyna Jerzy: Metaloznawstwo. Wybrane zagadnienia. Kraków: UWND AGH, 2005. ISBN 83-89399-93-6.
  5. Marcin Leonowicz: Podstawy Nauki o Materiałach I (pol.). [dostęp 2012-03-10].
  6. 6,0 6,1 Ph.D. Dmitri Kopeliovich: Iron-carbon phase diagram (ang.). 2011. [dostęp 2012-02-29].
  7. H. K. D. H. Bhadeshia: The Structure of Cementite (ang.). [dostęp 2012-02-29].
  8. H. K. D. H. Bhadeshia: Bainite in Steels - 2nd Edition. Cambridge: Institute of Materials, Minerals and Mining, 2001. ISBN 1-86125-112-2.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]