
【機】 residual cementite
【化】 residual
【機】 cementite
殘留雪明碳鐵(Retained Cementite)是金屬材料科學中的重要概念,指在鋼鐵熱處理過程中未完全分解的雪明碳鐵(Fe₃C)相。雪明碳鐵是一種鐵碳化合物,化學式為Fe₃C,含碳量約為6.67%,具有正交晶體結構,屬于亞穩态相。在鋼的退火或回火過程中,若冷卻速率或溫度控制不當,部分雪明碳鐵可能殘留在鐵素體或珠光體基體中,形成微觀組織的不均勻性。
該現象對材料性能有雙重影響:
在工業應用中,例如高碳鋼(GCr15)的球化退火工藝中,殘留雪明碳鐵含量需控制在1%-3%以平衡性能(《中國金屬熱處理工藝手冊》第三版)。其檢測多采用金相顯微鏡結合X射線衍射分析,相關标準參見ASTM E3-11和ISO 643:2019。
“殘留雪明碳鐵”是材料科學中描述鋼鐵顯微組織的一個術語,需從“殘留”和“雪明碳鐵”兩部分理解:
1. 雪明碳鐵(Cementite)
化學式為Fe₃C,屬于斜方晶系的間隙化合物,具有極高硬度和脆性。在鋼鐵相變過程中,它常作為共析反應的産物出現,例如沃斯田鐵(奧氏體)冷卻至727℃時,會分解為肥粒鐵(鐵素體)與雪明碳鐵的層狀混合物(即波來鐵)。
2. 殘留的含義
指物質在經曆物理或化學變化後未完全轉化,仍部分存留的現象。例如鋼鐵冷卻過程中,部分沃斯田鐵未參與共析反應而保留下來。
3. 殘留雪明碳鐵的形成
在過共析鋼(碳含量>0.8%)緩慢冷卻時,初析雪明碳鐵會優先在沃斯田鐵晶界處成核并生長。若冷卻未徹底完成,部分沃斯田鐵可能未完全分解,導緻雪明碳鐵以殘留形式存在于晶界或特定區域。
4. 對材料性能的影響
殘留的雪明碳鐵會增加材料硬度,但也會加劇脆性,可能成為裂紋源。其分布形态可通過金相顯微鏡觀察,是鋼鐵熱處理工藝調控的關鍵指标之一。
總結
該術語描述鋼鐵相變過程中未完全轉化的雪明碳鐵結構殘留現象,需結合材料成分與冷卻條件綜合分析。
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