相圖
雪明碳鐵(cementite,Fe3C)
/ si-MEN-tite /
雪明碳鐵是鐵與碳形成的、又硬又脆、像陶瓷般的化合物 Fe3C。它是鋼裡的硬砂粒:非常硬,所以能強化;但很脆,所以太多就會讓鐵脆斷。當鐵再也留不住溶解的碳時,鋼裡所有那些碳最後就變成它。
更精確地說,雪明碳鐵是碳化鐵 Fe3C,一種組成固定的中間化合物,含碳 6.7 wt%(25 原子百分比),具有複雜的正交晶體結構。它非常硬(維氏硬度 800 以上),基本上毫無延性。嚴格說它是介穩的,也就是時間夠久、又有些矽在場時,會慢慢分解為石墨加鐵;但在一般鋼中,就實用而言它是穩定的。
雪明碳鐵是波來鐵兩個相之一,其硬層與軟的肥粒鐵交錯,而且只要碳超過肥粒鐵那點溶解度就會出現。它的硬度是高碳鋼強度與耐磨性的來源,它的脆性則是為何極高碳鋼與白口鑄鐵又硬又脆。若它在晶界周圍形成連續網(過共析鋼中的初析雪明碳鐵),會嚴重使鋼變脆。
波來鐵是肥粒鐵加雪明碳鐵的層狀組織;白口鑄鐵富含雪明碳鐵,所以又硬又脆。
雪明碳鐵使鋼變硬,但它若形成連續網則使鋼變脆。
雪明碳鐵是介穩的(真正的平衡相是石墨),它雖使鋼變硬,連續的雪明碳鐵網卻使鋼變脆;它是化合物,不是固溶體。
又稱
另見