sementit - Cementite

Sementit (veya demir karbür ) a nın bileşiği, bir demir ve karbon , daha kesin olarak bir ara geçiş metali karbür , formül Fe sahip 3 Ağırlık olarak C, o% 6,67 karbon ve% 93.3 demirdir. Bir sahip ortorombik bir kristal yapısı. Normalde saf haliyle seramik olarak sınıflandırılan sert, kırılgan bir malzemedir ve demir metalurjisinde sıklıkla bulunan ve önemli bir bileşendir . Çoğu çelik ve dökme demirde sementit bulunurken, alternatif demir yapım teknolojileri ailesine ait olan demir karbür prosesinde hammadde olarak üretilir. Adı sementit araştırmadan kaynaklanan Floris Osmond katılaşmış çelik yapısı ile, teorik olarak hücre dokusu bir tür oluşur ve J. Werth, ferrit çekirdeğin ve Fe 3 C hücre zarf. Karbür bu nedenle demiri çimentoladı .

metalurji

Ortorombik Fe 3 C. Demir atomları mavidir.
Demir-karbon faz diyagramı

Demir-karbon sisteminde (yani düz karbonlu çelikler ve dökme demirler ) yaygın bir bileşendir çünkü ferrit ağırlıkça en fazla %0.02 oranında birleştirilmemiş karbon içerebilir. Bu nedenle yavaş soğutulan karbon çelikleri ve dökme demirlerde karbonun bir kısmı sementit şeklindedir. Beyaz dökme demir durumunda sementit doğrudan eriyikten oluşur . Karbon çeliğinde sementit, östenit yavaş soğutmada ferrite dönüşürken östenitten veya tavlama sırasında martenzitten çökelir . Östenitin diğer ürünü olan ferrit ile yakın bir karışım, perlit adı verilen katmanlı bir yapı oluşturur .

Sementit termodinamik olarak kararsız iken, daha yüksek sıcaklıklarda östenite (düşük karbon seviyesi) ve grafite (yüksek karbon seviyesi) dönüşürken , ötektoid sıcaklığın (723 °C) altındaki sıcaklıklarda yarı kararlı demir-karbon üzerinde ısıtıldığında ayrışmaz. faz diyagramı.

Saf formu

Dan sementit değişiklikler ferromanyetik için paramanyetik onun en Curie sıcaklığı yaklaşık 480 K ve

Oda sıcaklığında sementit için molar hacim ve basınç.

Demir meteoritlerde doğal bir demir karbür (az miktarda nikel ve kobalt içerir) oluşur ve onu ilk tanımlayan Alman mineralog Emil Cohen'den sonra kohenit olarak adlandırılır . Karbon, metalik gezegen çekirdeklerin olası küçük hafif alaşım bileşenlerinden biri olduğundan, kohenit için basit bir vekil olarak sementitin (Fe 3 C) yüksek basınç/yüksek sıcaklık özellikleri deneysel olarak incelenmiştir. Şekil, oda sıcaklığında sıkıştırma davranışını göstermektedir.

Diğer demir karbürler

Temperlenmiş çelikte ve endüstriyel Fischer-Tropsch prosesinde tanımlanmış başka yarı kararlı demir karbürler de vardır . Bunlar arasında epsilon (ε) karbür , altıgen sıkı paketlenmiş Fe 2-3 C, karbon içeriği > %0,2 olan, 100–200 °C'de temperlenmiş düz karbonlu çeliklerdeki çökeltiler bulunur. Stokiyometrik olmayan ε-karbür ~200 °C'nin üzerinde çözünür, burada Hägg karbürler ve sementit oluşmaya başlar. Hägg karbür , monoklinik Fe 5 C 2 , 200–300 °C'de temperlenmiş sertleştirilmiş takım çeliklerinde çökelir . Aynı zamanda, mineral doğal olarak bulunmuştur Edscottite içinde Wedderburn göktaşı farklı demir karbürler Karakterizasyonu tüm önemsiz bir görevi de değildir ve çoğu zaman X-ışını kırınım ile tamamlanmaktadır Mössbauer spektroskopisi .

Referanslar

bibliyografya

Dış bağlantılar

  • NRL'de sementitin kristal yapısı
  • Hallstedt, Bengt; Djurovic, Dejan; von Appen, Jörg; Dronskowski, Richard; Dick, Alexey; Körmann, Fritz; Hickel, Tilmann; Neugebauer, Jörg (Mart 2010). "Sementitin termodinamik özellikleri (Fe 3 C)". Calphad . 34 (1): 129–133. doi : 10.1016/j.calphad.2010.01.004 .
  • Le Caer, G.; Dubois, JM; Pijolat, M.; Perrichon, V.; Bussiere, P. (Kasım 1982). "Fischer-Tropsch sentezi ile oluşturulan demir karbürlerin Moessbauer spektroskopisi ile karakterizasyonu". Fiziksel Kimya Dergisi . 86 (24): 4799-4808. doi : 10.1021/j100221a030 .
  • Bauer-Grosse, E.; Frantz, C.; Le Caer, G.; Heiman, N. (Haziran 1981). "Fe oluşumu 7 Cı- 3 ve Fe 52 amorf Fe kristalleşme sırasında türü metastabil karbürlerin 75 ° C 25 alaşım". Kristal Olmayan Katılar Dergisi . 44 (2–3): 277–286. doi : 10.1016/0022-3093(81)90030-2 .