Există două moduri cunoscute de obținere a carburii de fier: prin sinterizarea pulberilor de elemente pure la temperaturi ridicate sau prin reducerea oxidului cu carbon. Ca urmare, se obține un material cu o structură cristalină complexă.
23.09.2021 Subiect: Producerea fierului Autor: Paxey
În acest articol:
Carbura de fier, cunoscută și sub numele de cementită, este un compus chimic din carbon și fier. Este unul dintre aliajele constitutive structurale ale oțelului și fontei, în multe privințe indicatorii de înaltă calitate ai acestor metale se datorează prezenței cementitei. Să luăm în considerare aici în detaliu proprietățile acestei substanțe.
Caracteristici ale carburii de fier
Există două metode cunoscute de producere a carburii de fier: prin sinterizarea pulberilor de elemente pure la temperaturi ridicate sau prin reducerea oxidului cu carbon. Rezultatul este un material cu o structură cristalină complexă și care prezintă următoarele proprietăți
- densitate ridicată, duritate (apropiată de duritatea diamantului);
- refractabilitate;
- plasticitate practic nulă;
- rezistență la deformare mecanică;
- non-volatilitate;
- magnetizare slabă până la 210 grade Celsius;
- insolubilitate chiar și în cei mai agresivi solvenți cunoscuți;
- punct de topire de la 1640 la 1840 de grade Celsius.
Cementita este un compus instabil care suferă o descompunere, în urma căreia se formează carbon liber — grafit. Nu formează oxizi cu alcalii, apă și hidrat de amoniac.
În diferite condiții de cristalizare, au loc diferite reacții chimice, rezultând diferite forme de carbură de fier: boabe echiaxate, ochiuri de graniță de boabe, plăci sau structură vidmanstettov.
La scară industrială, cementita este produsă sub formă de piese turnate sau pulberi; concentrația sa de carbon de 6,67% este cea mai mare pentru un aliaj de carbură de fier.
Formule cunoscute
Există carburi de fier cu o varietate de formule.
- Cel utilizat în crearea fontei și a oțelului are formula Fe3C și are o a doua denumire, cementită.
- Există o pepită de cogenit (carbură de fier-nichel) cu formula FeNiCo 3C.
- Edscottita este un mineral găsit în meteoriți. Formula sa este Fe5C2.
Cementita este clasificată în trei subdiviziuni: primară (eliberată din lichid atunci când aliajele sunt stinse într-un furnal înalt), secundară — carbură de fier 2 (eliberată din austenită), terțiară (eliberată din ferită).
Unde este utilizată cementita?
Datorită rezistenței sale ridicate la medii agresive, carbura de fier a găsit o aplicație foarte largă în multe industrii, de multe ori utilizarea materialului de carbură nu are alternativă:
- industria prelucrării metalelor și industria minieră;
- producția de instrumente chirurgicale specializate pentru sarcini grele;
- fabricarea de echipamente de ștanțare;
- utilizarea în producția radio-electronică;
- utilizarea în industria aerospațială și în industria construcțiilor navale;
- introducerea materialului în ingineria energetică nucleară.
În mod separat, trebuie remarcată industria metalurgică: fierul în forma sa pură nu este suficient de puternic, pentru a crește elasticitatea, duritatea, rezistența la uzură, i se adaugă carbon. Cementita este indispensabilă în producția de oțel și fontă, deci este foarte solicitată în această industrie.
