
【機】 eutectic cementite
【機】 eutectic
【機】 cementite
共晶雪明碳鐵(Eutectic Cementite)是鐵碳合金相變過程中形成的共晶組織組成部分,特指在共晶反應(eutectic reaction)中與奧氏體(austenite)同時析出的滲碳體(Fe₃C)相。該術語由“共晶”(描述特定成分合金的同步凝固特性)和“雪明碳鐵”(即滲碳體,音譯自“cementite”)構成。
定義與相變機制
共晶雪明碳鐵出現在鐵碳合金的共晶點(碳含量約4.3%),當液态合金冷卻至1148°C時,通過共晶反應生成奧氏體與滲碳體的機械混合物,稱為萊氏體(Ledeburite)。滲碳體在此過程中以連續網狀或層片狀分布,是鑄鐵等材料硬脆特性的主要來源(來源:《ASM Handbook Volume 3: Alloy Phase Diagrams》。
化學組成與晶體結構
其化學式為Fe₃C,晶體結構為正交晶系,硬度極高(約800-1100 HV),但韌性極低。在共晶組織中,滲碳體與奧氏體的交替層片結構可通過以下公式描述共晶反應:
$$
L rightarrow gamma + Fe₃C
$$
(來源:《Introduction to the Thermodynamics of Materials》
工業應用
共晶雪明碳鐵常見于白口鑄鐵和高碳鋼中,其高硬度特性適用于耐磨部件(如軋輥、破碎機襯闆),但需通過熱處理改善韌性(來源:《Metallurgy for the Non-Metallurgist》。
“共晶雪明碳鐵”是材料科學中與鑄鐵相關的專業術語,需拆解為“共晶”和“雪明碳鐵”兩部分理解:
共晶指特定成分的合金或固溶體在凝固時形成兩種或多種晶體的混合物,且此時熔點最低。例如,鑄鐵在凝固過程中,液态合金會通過共晶反應同時析出石墨和雪明碳鐵(或其他碳化物),形成共晶組織。根據成分不同,可能生成亞共晶或過共晶結構。
雪明碳鐵(Cementite,化學式 $text{Fe}_3text{C}$)是鐵碳合金中的一種硬脆碳化物,具有以下特性:
在鑄鐵中,共晶雪明碳鐵特指通過共晶反應形成的雪明碳鐵。例如:
此類結構直接影響材料的機械性能,如耐磨性和抗沖擊能力,常見于需要高硬度的工業部件(如軋輥、磨球)。
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