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  渗碳体

渗碳体(cementite)是铁与碳形成的金属化合物,其化学式为Fe3C。渗碳体的含碳量为ωc=6.69%,熔点为1227℃。其晶格为复杂的正交晶格,硬度很高HBW=800,塑性、韧性几乎为零,脆性很大。在铁碳合金中有不同形态的渗碳体,其数量、形态与分布对铁碳合金的性能有直接影响。分为一次渗碳体(从液体相中结晶出)、二次渗碳体(从奥氏体中析出)和三次渗碳体(从铁素体中析出)。

简介

渗碳体的分子式为 Fe3C ,它是一种具有复杂晶格结构的间隙化合物。它的含碳量为6.69%;熔点为1227℃左右;不发生同素异晶转变;但有磁性转变,它在230℃以下具有弱铁磁性,而在230℃以上则失去铁磁性;其硬度很高(相当于HB800),而塑性和冲击韧性几乎等于零,脆性极大。渗碳体不易受硝酸酒精溶液的腐蚀,在显微镜下呈白亮色,但受碱性苦味酸钠的腐蚀,在显微镜下呈黑色。渗碳体的显微组织形态很多,在钢和铸铁中与其他相共存时呈片状、粒状、网状或板状。渗碳体是碳钢中主要的强化相,它的形状与分布对钢的性能有很大的影响。同时Fe3C又是一种介(亚)稳定相,在一定条件下会发生分解:Fe3C→3Fe+C,所分解出的单质碳为石墨。渗碳体(Fe3C或Cm):渗碳体是铁和碳形成的金属化合物,含碳量为6.67%(有些书上为6.69%),具有复杂的斜方晶体结构,熔点为1227℃。在钢中,渗碳体以不同形态和大小的晶体出现在组织中,对钢的力学性能影响很大。 经3%~5%硝酸酒精溶液侵蚀后呈白亮色,若用苦味酸钠溶液热侵蚀,则被染成黑褐色,而铁素体仍为白色,由此可区别开铁素体和渗碳体。渗碳体的硬度很高,达到HB800以上,脆性很大,强度和塑性很差。经过不同的热处理,渗碳体可以成片状、粒状或断续网状。在一定条件下(如高温长期停留或缓慢冷却),渗碳体可以分解而形成石墨状的自由碳:Fe3C→3Fe + C(石墨)。这一过程对于铸铁和石墨钢具有重要意义。

评价

先共析相及先共析渗碳体:具有亚共析和过共析成分的合金,在发生共析转变前,总是随着温度的降低,先析出构成共析转变产物的某一相,先析出的相叫先共析相,如亚共析钢中的先共析铁素体和过共析钢中的先共析渗碳体。由于形成条件不同,先共析相的形态有块状、网状和魏氏组织三大类钢中渗碳体以各种形态存在,外形和成分有很大差异。一次渗碳体多在树枝晶间处析出,呈块状,角部不尖锐;共晶渗碳体呈骨骼状,破碎后呈多角形块状;二次渗碳体多在晶界处或晶内,可能是带状、网状或针状;共析渗碳体呈片状,退火、回火后呈球状或粒状。在金相图谱中渗碳体白亮,退火状态呈珠光色。一次渗碳体和破碎的共晶渗碳体只有在莱氏体钢丝,如9Cr18、Cr12、Cr12MoV和W18Cr4V中才能见到,只要热加工工艺得当,冷拉用盘条中的一次渗碳体块度应较小、无尖角,共晶碳化物应破碎成小块、角部要圆滑,否则根本无法拉拔,渗碳体带轻度棱角的盘条,可以通过正火后球化退火+轻度(Q020%)拉拔+高温再结晶退火的方法加以挽救。带状和网状渗碳体也是拉丝用盘条中不应出现的组织,这两种组织提高钢的脆性,不利于钢丝加工成形,显著降低成品钢丝的切削性能和淬火均匀性,对网状2.5级的盘条可用正火的方法改善网状,一般来说钢丝经冷拉-退火两次以上循环,网状可降低0.5-1级。[1]

参考文献

  1. 渗碳体搜狗