Відмінності між версіями «Цементит»

зображення
(вікіфікація)
(зображення)
[[Файл:Kristallstruktur Zementit.png|thumb|Структура кристалу цементиту]]
 
'''Цементи́т'''&nbsp;— [[карбіди|карбід]] [[Залізо|заліза]], [[Хімія|хімічна]] сполука з формулою Fe<sub>3</sub>C. Гранична концентрація [[Вуглець|вуглецю]] для залізовуглецевих сплавів становить 6,67&nbsp;% за масою. Цементит є метастабільною фазою; утворення стабільної фази&nbsp;— графіту в багатьох випадках утруднено. Цементит має орторомбічну кристалічну решітку, дуже твердий і крихкий та слабо магнітний до 210&nbsp;°C.
 
== Цементит у залізовуглецевих сплавах ==
[[Файл:Britannica Alloys Plate Figure 08.jpg|thumb|Структура збройової сталі після кування та відпалу. Чорний&nbsp;— цементит, білий&nbsp;— [[Ферит (залізо)|ферит]]]]
Залежно від механізмів утворення цементиту його мікроструктура може дуже сильно відрізнятися для сплавів&nbsp;— з різним вмістом вуглецю після різних термічних обробок розміри кристалів можуть змінюватися від сотих часток до декількох міліметрів. Залежно від умов кристалізації і подальшої обробки цементит може мати різну форму&nbsp;— зерен із сумірними розмірами, сітки на межі зерен, пластин, а також, відманштеттову структуру.
Залежно від вмісту вуглецю і умов кристалізації розрізняють:
* ''первинний цементит'', що виділяється при твердненні сплавів з вмістом 4,3-6,67% вуглецю з рідкого розчину у голкоподібному вигляді;
* ''вторинний цементит'', що виділяється з аустеніту внаслідок зниження розчинності в ньому вуглецю. Вторинний цементит може формуватись у вигляді голок, сітки по межах зерен перліту і є його складовою.
* ''третинний цементит'', що виділяється з [[Ферит (залізо)|фериту]] у зв'язку зі зниженням розчинності вуглецю у ньому при зниженні температури.
 
Цементит в різних кількостях, залежно від концентрації, присутній у залізовуглецевих сплавах вже при малих вмістах вуглецю і його кількість зростає в міру збільшення вмісту вуглецю. Формується в процесі кристалізації з розплаву [[чавун]]у. У [[сталь|сталях]] виділяється при охолодженні [[аустеніт]]у або при нагріванні [[мартенсит]]у. При цьому цементит входить в структурну складову [[Перліт (металургія)|перліту]] (суміш фериту і цементиту), що існує в сталі, поряд з [[ферит (залізо)|феритом]]. У міру збільшення вмісту вуглецю частка перліту в структурі зростає і, відповідно, зростає кількість цементиту. При вмісті вуглецю 0,8&nbsp;% (евтектоїдних сталь) структура цілком складається з перліту. При подальшому збільшенні вмісту вуглецю в сталі, крім перліту з'являється надлишковий цементит. Аж до вмісту вуглецю 1,7&nbsp;% залізовуглецеві сплави називаються сталями, при вищих концентраціях аж до максимальної 6,67&nbsp;%&nbsp;— чавунами. Цементит є фазовою та структурною складовою інших залізовуглецевих сплавів: [[ледебурит]]у, [[сорбіт (металургія)|сорбіту]] та [[троостит]]у.
 
== Властивості ==
Цементит не реагує з водою, лугами, гідратом аміаку.
* Розкладається при температурі вищій від 1650 °C:
:: <math>\mathsf{Fe_3C \ \xrightarrow{>1650^oC} 3Fe + C}</math>
* Розкладається кислотами (конц.):
:: <math>\mathsf{Fe_3C + 6HCl \ \xrightarrow{} 3FeCl_2 + C{\downarrow} + 3H_2{\uparrow}}</math>
:: <math>\mathsf{Fe_3C + 22HNO_3 \ \xrightarrow{} 3Fe(NO_3)_3 + CO_2{\uparrow} + +13NO_2{\uparrow} +11H_2O}</math>
* Реагує з киснем:
:: <math>\mathsf{Fe_3C + 3O_2 \ \xrightarrow{600-700^oC} Fe_3O_4 + CO_2}</math>
:: <math>\mathsf{4Fe_3C + Fe_3O_4 \ \xrightarrow{1000-1100^oC} 15Fe + 4CO}</math>
 
== Див. також ==
55 371

редагування