碳化物

碳化物間充型碳化物

又稱金屬型碳化物,主要是d過渡元素，特別是ⅥB、ⅦB族及鐵系元素與碳形成的二元化合物。其結(jié)構(gòu)特點是碳原子充填在密堆積金屬晶格的四面體孔穴中,不影響金屬的導電性。對于原子半徑大于1.3埃的金屬，碳原子不會使金屬晶格變形，只使晶格更緊密堅實。這些金屬的碳化物具有極高的熔點和硬度，如碳化鉭和碳化鎢等。對于原子半徑小于130pm的金屬,碳原子使原金屬晶格變形,碳的原子鏈貫穿在變形的金屬結(jié)構(gòu)中，如鉻、錳、鐵、鈷和鎳的碳化物。這些金屬的碳化物的性質(zhì)介于離子型和間充型之間，有較高的熔點和硬度，也能被水和酸分解生成烴類和氫的混合物。

碳化物共價型碳化物

主要是硅和硼的碳化物，如碳化硅和碳化硼。在這些碳化物中，碳原子與硅、硼原子以共價鍵結(jié)合，屬原子晶體。它們具有高硬度、高熔點和化學性質(zhì)穩(wěn)定的特點。

這三類碳化物可由金屬、硅、硼或它們的氧化物在2000℃的高溫下與碳或烴類反應制得。

碳化物離子型碳化物

離子型碳化物中以碳化鈣最有用，主要做乙炔的原料。間充型碳化物主要用作耐高溫、高硬度的特殊結(jié)構(gòu)材料和高速切削工具材料，如碳化鉭和碳化鎢。共價型碳化物主要用作磨料，如碳化硅、碳化硼等。

碳化硅又名金剛砂，是無色晶體，可以作優(yōu)良磨料。

碳化硼是黑色有光澤的晶體，可用于研磨金剛石。

碳化物獨特的強硬度與穩(wěn)定性使它們在工業(yè)生產(chǎn)合金，

碳化物是指，碳與電負性比它小的或者相近的元素（除氫外）所生成的二元化合物，碳化物都具有較高的熔點，大多數(shù)碳化物都是碳與金屬在高溫下反應得到的。

碳化鈣（CaC₂，俗稱電石）、碳化鉻（

碳化硼（

所謂共晶碳化物不均勻度，是指萊氏體鋼在鑄造鋼錠時所生成的網(wǎng)狀共晶碳化物，通過壓力加工使其網(wǎng)變形和破碎的程度，以及堆積在網(wǎng)上的碳化物其分散性得到改善的程度，萊氏體鋼進行淬火處理時，溶于基體的碳化物不是粗大或較粗大的共晶碳化物，而是在臨界溫度析出的細小的二次碳化物或者共析碳化物，這些碳化物不屬于考核對象，因為它們多分布于基體上，而不是在共晶碳化物的網(wǎng)上或者條帶中，它們對共晶碳化物的不均勻度不作貢獻，這就是說，檢驗樣品經(jīng)淬回火處理沒有改變共晶碳化物的分布狀況，即沒有改變共晶碳化物的不均勻度，因此退火狀態(tài)同淬回火狀態(tài)下的共晶碳化物的不均勻度在理論上應該是一致的，但是，我們應該注意，試樣經(jīng)過淬回火處理后，檢驗樣品原有表面(退火態(tài)下的受檢面)有輕度氧化，因此，淬回火的樣品在固定檢測區(qū)中的檢驗面不完全是退火態(tài)下的同一表面，故兩種熱處理狀態(tài)下同一樣品的檢驗視場不完全是同一視場，導致兩種狀態(tài)不同一樣品的碳化物分布狀態(tài)不完全相同，但由于是輕度氧化兩種熱處理狀態(tài)下的檢驗面為相鄰的兩層表面，碳化物的分布狀況不會有大的變化，加之共晶碳化物的顯露沒有受到熱處理狀態(tài)的影響，所以，兩種熱處理狀態(tài)下碳化物的分在由的不均勻性基本相當，共晶碳化物的不均勻度沒有改變，用同一樣品、同一評級圖片對兩種狀態(tài)下的碳化物不均勻度評級、檢驗結(jié)果應該相同。

.采用5%HNO₃-H₂O溶液作浸蝕，可以清晰顯示具有萊氏體組織成分的鋼種的共晶碳化物不均勻度。在退火狀態(tài)下直接檢驗共晶碳化物不均勻度具有在淬回火狀態(tài)下檢驗相同、一致的結(jié)果，這種檢驗方法，工藝簡單、節(jié)約高效、檢驗結(jié)果準確可靠，可以在生產(chǎn)檢驗中推行。

在檢驗萊氏體鋼共晶碳化物不均勻度時，不經(jīng)過淬回火處理，在退火狀態(tài)下可對其直接加以浸蝕進行檢驗，通過機理分析與實驗證明此方法切實可行。各種形態(tài)的萊氏體共晶碳化物，這樣的共晶碳化物在鋼中的分布是極不均勻的，經(jīng)過鍛軋等壓力加工后，萊氏體組織受到一定程度的破壞，致使共晶碳化物呈明顯堆集的帶狀或魚骨狀，這不均勻分布對萊氏體鋼的工藝性能和使用性能有極大的影響，因此用以表示鋼中碳化物不均勻度“共晶碳化物不均勻度”一直是考核萊氏體鋼的冶金質(zhì)量的重要指標，是必檢項目之一。

然而，萊氏體鋼共晶碳化物不均度的金相檢驗通常是在淬回火狀態(tài)下進行，這樣就要消耗大量的電力和時間，而且試樣脫C，氧化比較嚴重，制備試樣也比較困難，費時、費力、費物，為此，從檢驗萊氏體鋼共晶碳化物不均勻度的基本原理出發(fā)，通過實驗研究，尋找新的浸蝕劑，成功發(fā)現(xiàn)直接在交貨狀態(tài)-退火態(tài)下檢驗萊氏體鋼共晶碳化物不均勻度的方法。

金相試劑的選擇，多相合金金相試樣的浸蝕是一個電化學腐蝕過程，由于各相電化學行為的差異而產(chǎn)生的選擇性腐蝕是清晰顯示各相顯微組織的前提。眾所周知，穩(wěn)定性高的試樣需要采用浸蝕能力強即電化學電位高的浸蝕劑才能顯示出組織，而穩(wěn)定性低的試樣則需選用電位低的浸蝕劑，一般而言，萊氏體鋼的穩(wěn)定性較高，其在常用浸蝕劑2～4%HNO₃-C₂H₅OH溶液中具有比一般中低合金更高的穩(wěn)定性，為了提高共晶碳化物的襯度，可用的辦法是使基體變黑，將試樣淬回火處理，隱蔽細小碳化物，其目的即在于此。如果沒法使基體中細小碳化物(二次碳化物和共析碳化物)隱蔽，則同樣可達到清晰顯示共晶碳化物的目的。

浸蝕劑的浸蝕能力是用熱力學函數(shù)-電化學電位來進行描述的，浸蝕劑由電解質(zhì)、溶液、結(jié)合劑和添加劑所組成，它們都會影響浸蝕劑中，HCl、H₃PO₄、H₂SO₄溶液的電位隨濃度的變化很小，只有HNO₃溶液的電位隨濃度的增加而明顯上升；而且，酸性浸蝕劑的電位與溶劑介電常數(shù)關系很密切，特別是HNO₃，以水作溶劑時介電常數(shù)約80，電位可達700mv，而以C2H5OH作溶劑時，介電常數(shù)約40，電位只有500mv左右，可見，水溶液的浸蝕能力最強。為此，我們將常用的HNO₃-C₂H₅OH溶液改成HNO₃-H₂O溶液，浸蝕效果十分令人滿意，對于Cr₁₂Mo1V1在5%HNO₃-H₂O溶液中浸蝕，輕腐蝕時基體碳化物只顯示而未被腐蝕脫落，以致共晶碳化物襯度差、不明顯、難以正確評級；經(jīng)適度的深腐蝕脫落，在100×下基體發(fā)黑，共晶碳化物真實清晰顯露出來，利于正確評級。