基本介紹
- 中文名：滲碳體
- 外文名：cementite
- 化學式：Fe3C
- 熔點：1227 ℃
- 結構：間隙化合物
- 含碳量：6.69 %
理化特性,形成過程,加工工藝,
理化特性
滲碳體的分子式為 Fe3C ，它是一種具有複雜晶格結構的間隙化合物。它的含碳量為6.69%；熔點為1227℃左右；不發生同素異晶轉變；但有磁性轉變，它在230℃以下具有弱鐵磁性，而在230℃以上則失去鐵磁性；其硬度很高（相當於HB800），而塑性和衝擊韌性幾乎等於零，脆性極大。
滲碳體不易受硝酸酒精溶液的腐蝕，在顯微鏡下呈白亮色，但受鹼性苦味酸鈉的腐蝕，在顯微鏡下呈黑色。滲碳體的顯微組織形態很多，在鋼和鑄鐵中與其他相共存時呈片狀、粒狀、網狀或板狀。
滲碳體是碳鋼中主要的強化相，它的形狀與分布對鋼的性能有很大的影響。同時Fe3C又是一種介（亞）穩定相，在一定條件下會發生分解：Fe3C→3Fe+C，所分解出的單質碳為石墨。
滲碳體（Fe3C或Cm）：滲碳體是鐵和碳形成的金屬化合物，含碳量為6.67%（有些書上為6.69%），具有複雜的斜方晶體結構，熔點為1227℃。在鋼中，滲碳體以不同形態和大小的晶體出現在組織中，對鋼的力學性能影響很大。 經3%～5%硝酸酒精溶液侵蝕後呈白亮色,若用苦味酸鈉溶液熱侵蝕，則被染成黑褐色，而鐵素體仍為白色，由此可區別開鐵素體和滲碳體。滲碳體的硬度很高，達到HB800以上，脆性很大，強度和塑性很差。經過不同的熱處理，滲碳體可以成片狀、粒狀或斷續網狀。在一定條件下（如高溫長期停留或緩慢冷卻），滲碳體可以分解而形成石墨狀的自由碳：Fe3C→3Fe + C(石墨)。這一過程對於鑄鐵和石墨鋼具有重要意義。
形成過程
初生滲碳體 ：在鐵-碳合金平衡結晶過程中，具有過共晶成分的合金（過共晶白口鑄鐵）的液相合金冷卻到液相線以下時析出的滲碳體說霉榆稱為初生滲碳體。
共晶滲碳體 ：在萊氏體組織中，點條狀滲碳體均勻分布在奧氏體基體上，這種滲碳體稱為共晶滲碳體。
先共析相及先共析滲碳體：具有亞共析和過共析成分的合金，在發生共析轉變前，總是隨著溫度的降低，先析出構成共析轉變產物的某一料體相，先析出的相叫先共析相，如亞共析鋼中的先共析鐵素體和過共析鋼中的先共析滲碳體。由於形成條件不同，先共析相的形態有塊狀、網狀和魏氏組織三大類。
共析滲碳體 ：珠光體中的滲碳體稱為共析滲碳體。
二次滲碳體 ：在鐵-碳合金平衡結晶過程中，具有共析成分（含碳量）以上的合金（過共析鋼、亞共晶白口鑄鐵、共晶白口鑄鐵、過共晶白口鑄鐵）在緩冷到一定程度時，奧氏體中的含碳量達到飽和，繼續降溫就會沿奧氏體晶界析出滲碳體，在顯微組織上呈網狀分布。這種由奧氏體中析出的滲碳體叫二次滲碳體。
三次滲碳體：工業純鐵在平衡冷卻至碳在鐵中的勸擔匪喇固溶線（Fe-C平衡圖PQ線）以下時，碳在鐵素體中的溶解度達到飽和，溫度再下降，將從鐵素體中析出三次滲碳體。三次滲碳體是從鐵素體晶界上析出，由於數量很少，一般沿鐵素舉蜜鑽府體晶界呈斷續片狀分布。
自由滲碳體 ：是指那些游離於珠光體（共析組織）或萊氏體（共晶組織）等機械混合物（組織）之外的而作為一種獨立的相存在的滲碳體，如先共析滲碳體、初生滲碳體等。
加工工藝
鋼中滲碳體以各種形態存在，外形和成分有很大差異。一次滲碳體多在樹枝晶間處析出，呈塊狀，角部不尖銳；共晶滲碳體呈骨骼狀，破碎後呈多角形塊狀；二次滲碳體多在晶界處或晶內，可能是帶狀、網狀或針狀；共析滲碳體呈片狀，退火、回火後呈球狀或粒狀。在金相圖譜中埋套踏滲碳體白亮，退火狀態呈珠光色。一次滲碳體和破碎的共晶滲碳體只有在萊氏體鋼絲，如9Cr18、Cr12、Cr12MoV和W18Cr4V中才能見到，只要熱匙放請加工工藝得當，冷拉駝漏慨用盤條中的一次滲碳體塊度應較小、無尖角，共晶碳化物應破碎成小塊、角部要圓滑，否則根本無法拉拔，滲碳體帶輕度稜角的盤條，可以通過正火後球化退火+輕度（Q020%）拉拔+高溫再結晶退火的方法加以挽救。帶狀和網狀滲碳體也是拉絲用盤條中不應出現的組織，這兩種組織提高鋼的脆性，不利於鋼絲加工成形，顯著降低成品鋼絲的切削性能和淬火均勻性，對網狀2.5級的盤條可用正火的方法改善網狀，一般來說鋼絲經冷拉-退火兩次以上循環，網狀可降低0.5-1級。
自由滲碳體 ：是指那些游離於珠光體（共析組織）或萊氏體（共晶組織）等機械混合物（組織）之外的而作為一種獨立的相存在的滲碳體，如先共析滲碳體、初生滲碳體等。
加工工藝
鋼中滲碳體以各種形態存在，外形和成分有很大差異。一次滲碳體多在樹枝晶間處析出，呈塊狀，角部不尖銳；共晶滲碳體呈骨骼狀，破碎後呈多角形塊狀；二次滲碳體多在晶界處或晶內，可能是帶狀、網狀或針狀；共析滲碳體呈片狀，退火、回火後呈球狀或粒狀。在金相圖譜中滲碳體白亮，退火狀態呈珠光色。一次滲碳體和破碎的共晶滲碳體只有在萊氏體鋼絲，如9Cr18、Cr12、Cr12MoV和W18Cr4V中才能見到，只要熱加工工藝得當，冷拉用盤條中的一次滲碳體塊度應較小、無尖角，共晶碳化物應破碎成小塊、角部要圓滑，否則根本無法拉拔，滲碳體帶輕度稜角的盤條，可以通過正火後球化退火+輕度（Q020%）拉拔+高溫再結晶退火的方法加以挽救。帶狀和網狀滲碳體也是拉絲用盤條中不應出現的組織，這兩種組織提高鋼的脆性，不利於鋼絲加工成形，顯著降低成品鋼絲的切削性能和淬火均勻性，對網狀2.5級的盤條可用正火的方法改善網狀，一般來說鋼絲經冷拉-退火兩次以上循環，網狀可降低0.5-1級。
