渗碳体

渗碳体（cementite）是铁与碳形成的金属化合物，其化学式为Fe3C。渗碳体的含碳量为ωc=6.69%，熔点为1227℃。其晶格为复杂的正交晶格，硬度很高HBW=800，塑性、韧性几乎为零，脆性很大。

理化特性

渗碳体的分子式为 Fe3C ，它是一种具有复杂晶格结构的间隙化合物。它的含碳量为6.69%；熔点为1227℃左右；不发生同素异晶转变；但有磁性转变，它在230℃以下具有弱铁磁性，而在230℃以上则失去铁磁性；其硬度很高（相当于HB800），而塑性和冲击韧性几乎等于零，脆性极大。

渗碳体不易受硝酸酒精溶液的腐蚀，在显微镜下呈白亮色，但受碱性苦味酸钠的腐蚀，在显微镜下呈黑色。渗碳体的显微组织形态很多，在钢和铸铁中与其他相共存时呈片状、粒状、网状或板状。

渗碳体是碳钢中主要的强化相，它的形状与分布对钢的性能有很大的影响。同时Fe3C又是一种介（亚）稳定相，在一定条件下会发生分解：Fe3C→3Fe+C，所分解出的单质碳为石墨。

渗碳体（Fe3C或Cm）：渗碳体是铁和碳形成的金属化合物，含碳量为6.67%（有些书上为6.69%），具有复杂的斜方晶体结构，熔点为1227℃。在钢中，渗碳体以不同形态和大小的晶体出现在组织中，对钢的力学性能影响很大。 经3%～5%硝酸酒精溶液侵蚀后呈白亮色,若用苦味酸钠溶液热侵蚀，则被染成黑褐色，而铁素体仍为白色，由此可区别开铁素体和渗碳体。渗碳体的硬度很高，达到HB800以上，脆性很大，强度和塑性很差。经过不同的热处理，渗碳体可以成片状、粒状或断续网状。在一定条件下（如高温长期停留或缓慢冷却），渗碳体可以分解而形成石墨状的自由碳：Fe3C→3Fe + C(石墨)。这一过程对于铸铁和石墨钢具有重要意义。

形成过程

初生渗碳体 ：在铁一碳合金平衡结晶过程中，具有过共晶成分的合金（过共晶白口铸铁）的液相合金冷却到液相线以下时析出的渗碳体称为初生渗碳体。

共晶渗碳体 ：在莱氏体组织中，点条状奥氏体均匀分布在渗碳体基体上，这种渗碳体称为共晶渗碳体。

先共析相及先共析渗碳体：具有亚共析和过共析成分的合金，在发生共析转变前，总是随着温度的降低，先析出构成共析转变产物的某一相，先析出的相叫先共析相，如亚共析钢中的先共析铁素体和过共析钢中的先共析渗碳体。由于形成条件不同，先共析相的形态有块状、网状和魏氏组织三大类。

共析渗碳体 ：珠光体中的渗碳体称为共析渗碳体。

二次渗碳体 ：在铁－碳合金平衡结晶过程中，具有共析成分（含碳量）以上的合金（过共析钢、亚共晶白口铸铁、共晶白口铸铁、过共晶白口铸铁）在缓冷到一定程度时，奥氏体中的含碳量达到饱和，继续降温就会沿奥氏体晶界析出渗碳体，在显微组织上呈网状分布。这种由奥氏体中析出的渗碳体叫二次渗碳体。

三次渗碳体：工业纯铁在平衡冷却至碳在铁中的固溶线（Fe-C平衡图PQ线）以下时，碳在铁素体中的溶解度达到饱和，温度再下降，将从铁素体中析出三次渗碳体。三次渗碳体是从铁素体晶界上析出，由于数量很少，一般沿铁素体晶界呈断续片状分布。

自由渗碳体 ：是指那些游离于珠光体（共析组织）或莱氏体（共晶组织）等机械混合物（组织）之外的而作为一种独立的相存在的渗碳体，如先共析渗碳体、初生渗碳体等。

加工工艺