Цементит
Шаблон:Нет сносокШаблон:Железоуглеродистые сплавы Цементит (англ. Шаблон:Lang-en2) — карбид железа, химическое соединение с формулой <chem>Fe3C</chem>.
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.
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:
<math>\mathsf{Fe_3C \ \xrightarrow{>1650^oC} 3Fe + C}</math>.
- Разлагается концентрированными кислотами:
<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>.
- Реагирует с кислородом и оксидом железа(II,III):
<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>.
- Взаимодействует с водородом:
<math>\mathsf{Fe_3C + 2H_2 \ \xrightarrow{t, p} 3Fe + CH_4}</math>.
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