시멘타이트

Cementite
스틸스
FagerstaRAÄ2.jpg
단계
마이크로 구조체
반
기타철 기반 재료

시멘타이트(또는 철 카바이드)는 철과 탄소의 화합물로서 FeC라는3 공식과 함께 보다 정밀하게 중간 전이 금속 카바이드다. 무게별로는 탄소 6.67%, 철 93.3%이다. 그것은 정형외과적 결정 구조를 가지고 있다.[1] 단단하고 부서지기 쉬운 재료로 [1]보통 순수한 형태의 세라믹으로 분류되며, 철금속에서 자주 발견되고 중요한 성분이다. 대부분의 강철과 주철에는 시멘트아이트가 존재하지만 대체 제철기술 계열에 속하는 철탄화과정에 원료로 생산된다.[2] 시멘타이트라는 이름은 플로리스 오스몬드와 J의 연구에서 유래되었다. 굳어진 강철의 구조가 이론상 세포조직의 일종으로 구성되어 있는 베르스(Werth)는 페라이트(Perite)를 핵으로 하고 FeC는3 세포의 외피로 되어 있다. 따라서 카바이드로 철을 굳혔다.[3]

메탈러지

정형외과 FEC3. 철 원자는 파랗다.
철탄소 위상 다이어그램

철-탄소 시스템(즉, 평탄 탄소강 및 주철)에서는 페라이트(Perite)가 최대 0.02wt%의 비결합 탄소를 함유할 수 있기 때문에 일반적인 성분이다.[4] 따라서 서서히 냉각되는 탄소강과 주철에서는 탄소의 일부가 시멘타이트 형태로 되어 있다.[5] 흰 주철의 경우 녹은 용해에서 직접 시멘트이트가 형성된다. 탄소강에서는 오스테나이트가 저냉각을 할 때 오스테나이트에서 페라이트, 또는 담금질할 때 마텐사이트에서 침전된다. 오스테나이트의 다른 제품인 페라이트와의 친밀한 혼합물은 펄라이트라고 불리는 항성 구조를 형성한다.

시멘타이트는 열역학적으로 불안정하여 결국 고온에서 오스테나이트(저탄소 수준)와 흑연(고탄소 수준)으로 전환되지만, 전이성 철-탄소 위상 도표상 에우텍토이드 온도(723 °C) 이하의 온도에서 가열 시 분해되지 않는다.

기계적 성질은 얻기 어렵다. 최근 바데시아의 검토는 다음과 같은 내용을 제공하였다. 760-1350의 실온 미세경도HV; 4.6-8 GPA의 휨 강도, 160-180 GPA의 Young's modulus; 1.5-2.7 MPam의 Indentation fraction strength

순수형태

시멘타이트는 약 480K의 퀴리 온도에서 강자석에서 파라마그네틱으로 변한다.[7]

상온에서 시멘타이트에 대한 어금니 부피 vs.

천연 철탄화수소(니켈과 코발트 소량 함유)가 철 운석에서 발생하며, 이를 처음 설명한 독일의 광물학자 에밀 코헨의 이름을 따서 코헨이라 불린다.[8] 탄소는 금속 행성 코어의 가능한 경미한 경합금 성분 중 하나이기 때문에 코헨라이트(FeC3)의 단순 대용물로서 시멘트(FeC)의 고압/고온 특성을 실험적으로 연구한다. 그림은 상온에서의 압축 동작을 보여준다.

기타철탄화물

강화강과 산업용 피셔-트로프슈 공정에서 확인된 다른 형태의 전이성 철탄화물이 있다. 여기에는 탄소 함량이 0.2% 이하인 평탄한 탄소강에서 침전물인 엡실론(epsilon) 카바이드, 육각형 근접 포장 FeC2-3 등이 포함된다. 비스토리히코메트리 --카르비드는 ~200 °C 이상에서 용해되며, 여기서 Hagg 카바이드와 시멘타이트가 형성되기 시작한다. Hagg 카바이드, 단색 FeC는52 200–300 °C에서 강화 공구 강으로 침전한다.[9][10] 웨더번 운석의[11] 광물인 에드스코타이트(Edscottite)가 서로 다른 철탄화물의 특성화는 전혀 사소한 일이 아니며, 종종 X선 회절은 뫼스바우어 분광법으로 보완되어 자연적으로 발견되기도 한다.

참조

  1. ^ a b Smith & Hassemi 2006, 페이지 363
  2. ^ 듀란트샤르 2003
  3. ^ H. K. D. H. Bhadeshia (2020). "Cementite". International Materials Reviews. 65 (1): 1–27. doi:10.1080/09506608.2018.1560984.
  4. ^ Ashrafzadeh, Milad; Soleymani, Amir Peyman; Panjepour, Masoud; Shamanian, Morteza (2015). "Cementite Formation from Hematite–Graphite Mixture by Simultaneous Thermal–Mechanical Activation". Metallurgical and Materials Transactions B. 46 (2): 813–823. Bibcode:2015MMTB...46..813A. doi:10.1007/s11663-014-0228-3. S2CID 98253213.
  5. ^ Smith & Hassemi 2006, 페이지 366–372
  6. ^ H. K. D. H. Bhadeshia (2020). "Cementite". International Materials Reviews. 65 (1): 1–27. doi:10.1080/09506608.2018.1560984.
  7. ^ S.W.J. Smith; W. White; S.G. Barker (1911). "The Magnetic Transition Temperature of Cementite". Proc. Phys. Soc. Lond. 24 (1): 62–69. Bibcode:1911PPSL...24...62S. doi:10.1088/1478-7814/24/1/310.
  8. ^ Vagn F. Buchwald, University of California Press 1975, 철 운석 핸드북
  9. ^ 군나르 헤그, Z. 크리스, 89권, 페이지 92-94, 1934.
  10. ^ Smith, William F. (1981). Structure and properties of engineering alloys. New York: McGraw-Hill. pp. 61–62. ISBN 978-0-07-0585607.
  11. ^ Mannix, Liam (2019-08-31). "This meteorite came from the core of another planet. Inside it, a new mineral". The Age. Retrieved 2019-09-14.

참고 문헌 목록

외부 링크

  • NRL에서 시멘타이트의 결정구조
  • Hallstedt, Bengt; Djurovic, Dejan; von Appen, Jörg; Dronskowski, Richard; Dick, Alexey; Körmann, Fritz; Hickel, Tilmann; Neugebauer, Jörg (March 2010). "Thermodynamic properties of cementite (Fe3C)". Calphad. 34 (1): 129–133. doi:10.1016/j.calphad.2010.01.004.
  • Le Caer, G.; Dubois, J. M.; Pijolat, M.; Perrichon, V.; Bussiere, P. (November 1982). "Characterization by Moessbauer spectroscopy of iron carbides formed by Fischer–Tropsch synthesis". The Journal of Physical Chemistry. 86 (24): 4799–4808. doi:10.1021/j100221a030.
  • Bauer-Grosse, E.; Frantz, C.; Le Caer, G.; Heiman, N. (June 1981). "Formation of Fe7C3 and Fe5C2 type metastable carbides during the crystallization of an amorphous Fe75C25 alloy". Journal of Non-Crystalline Solids. 44 (2–3): 277–286. Bibcode:1981JNCS...44..277B. doi:10.1016/0022-3093(81)90030-2.