Węgiel- pierwiastek niemetaliczny wyst. W przyrodzie w 3 odmianach alotropowych- diament, grafit, sadza.
W stopach żelaza węgiel może występować w postaci wolnej- grafitu lub w postaci związanej z żelazem- cementyt.
cementyt - węglik żelaza Fe3C o strukturze rombowej. Zawiera 6,67% mas. węgla. Ze względu na znaczny udział wiązania metalicznego ma właściwości metaliczne, a więc jest fazą między-metaliczną. Cementyt jest składnikiem bardzo twardym i jednocześnie bardzo kruchym. Rozróżnia się następujące rodzaje cementytu:
- pierwotny krystalizujący z roztworu ciekłego węgla w żelazie zgodnie ze zmianą rozpuszczalności wg linii DC,
- wtórny - wydzielający się w stanie stałym z austenitu wskutek malejącej rozpuszczalności węgla w żelazie γ według linii ES,
- trzeciorzędowy - wydzielający się z ferrytu na skutek malejącej rozpuszczalności węgla w żelazie α według linii PQ.
Cementyt występuje również jako składnik eutektyki (ledeburyt) lub eutektoidu (perlit). W czasie wyżarzania w wysokich temperaturach cementyt ulega rozkładowi na austenit i grafit według reakcji:
ÛÜ perlit - eutektoidalna mieszanina ferrytu i cementytu, zawierajÄ…ca 0,77%C. Powstaje z rozpadu austenitu w temperaturze 727°C. Jest zbudowany na przemian z pÅ‚ytek ferrytu i cementytu.
ÛÜ ledeburyt - eutektyczna mieszanina austenitu i cementytu, tworzÄ…ca siÄ™ w temperaturze 1148°C, przy krzepniÄ™ciu cieczy o zawartoÅ›ci 4,3%C. Po ochÅ‚odzeniu do temperatury 727°C austenit ledeburytu przemienia siÄ™ w perlit, tak, że poniżej tej temperatury wystÄ™puje mieszanina perlitu i cementytu; taka struktura eutektyczna nosi nazwÄ™ ledeburytu przemienionego.
Przemiany:
A0 magnetyczna Fe3C 210 st
A1 eutektoidalna aust-pelit 727st 0,77%C PSK
A2 magnetyczna żelaza 770 st MOSK
A3 alotropowa Feα-Feγ 912 st GSK
A4 alotropowa Feγ-Feαw 1394 st NJ
Eutektyczna 1148 st r.c.- ledeburyt ECF
Perytektyczna 1495 st HJB