碳化物簡(jiǎn)介

碳化物是指，碳與電負(fù)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(diǎn)，大多數(shù)碳化物都是碳與金屬在高溫下反應(yīng)得到的。

碳化鈣（CaC₂，俗稱(chēng)電石）、碳化鉻（

碳化硼（

碳化物間充型碳化物

又稱(chēng)金屬型碳化物,主要是d過(guò)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(diǎn)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(dǎo)電性。對(duì)于原子半徑大于1.3埃的金屬，碳原子不會(huì)使金屬晶格變形，只使晶格更緊密堅(jiān)實(shí)。這些金屬的碳化物具有極高的熔點(diǎn)和硬度，如碳化鉭和碳化鎢等。對(duì)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(diǎn)和硬度，也能被水和酸分解生成烴類(lèi)和氫的混合物。

碳化物共價(jià)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(jià)鍵結(jié)合，屬原子晶體。它們具有高硬度、高熔點(diǎn)和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的特點(diǎn)。

這三類(lèi)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(lèi)反應(yīng)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(jià)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(wú)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(dú)特的強(qiáng)硬度與穩(wěn)定性使它們?cè)诠I(yè)生產(chǎn)合金，

所謂共晶碳化物不均勻度，是指萊氏體鋼在鑄造鋼錠時(shí)所生成的網(wǎng)狀共晶碳化物，通過(guò)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(jìn)行淬火處理時(shí)，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(xì)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(duì)象，因?yàn)樗鼈兌喾植加诨w上，而不是在共晶碳化物的網(wǎng)上或者條帶中，它們對(duì)共晶碳化物的不均勻度不作貢獻(xiàn)，這就是說(shuō)，檢驗(yàn)樣品經(jīng)淬回火處理沒(méi)有改變共晶碳化物的分布狀況，即沒(méi)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(yīng)該是一致的，但是，我們應(yīng)該注意，試樣經(jīng)過(guò)淬回火處理后，檢驗(yàn)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(cè)區(qū)中的檢驗(yàn)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(yàn)視場(chǎng)不完全是同一視場(chǎng)，導(dǎo)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(yàn)面為相鄰的兩層表面，碳化物的分布狀況不會(huì)有大的變化，加之共晶碳化物的顯露沒(méi)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(dāng)，共晶碳化物的不均勻度沒(méi)有改變，用同一樣品、同一評(píng)級(jí)圖片對(duì)兩種狀態(tài)下的碳化物不均勻度評(píng)級(jí)、檢驗(yàn)結(jié)果應(yīng)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(yàn)共晶碳化物不均勻度具有在淬回火狀態(tài)下檢驗(yàn)相同、一致的結(jié)果，這種檢驗(yàn)方法，工藝簡(jiǎn)單、節(jié)約高效、檢驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，可以在生產(chǎn)檢驗(yàn)中推行。

在檢驗(yàn)萊氏體鋼共晶碳化物不均勻度時(shí)，不經(jīng)過(guò)淬回火處理，在退火狀態(tài)下可對(duì)其直接加以浸蝕進(jìn)行檢驗(yàn)，通過(guò)機(jī)理分析與實(shí)驗(yàn)證明此方法切實(shí)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(guò)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(yú)骨狀，這不均勻分布對(duì)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(biāo)，是必檢項(xiàng)目之一。

然而，萊氏體鋼共晶碳化物不均度的金相檢驗(yàn)通常是在淬回火狀態(tài)下進(jìn)行，這樣就要消耗大量的電力和時(shí)間，而且試樣脫C，氧化比較嚴(yán)重，制備試樣也比較困難，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)物，為此，從檢驗(yàn)萊氏體鋼共晶碳化物不均勻度的基本原理出發(fā)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(yàn)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(gè)電化學(xué)腐蝕過(guò)程，由于各相電化學(xué)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(qiáng)即電化學(xué)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(xì)小碳化物，其目的即在于此。如果沒(méi)法使基體中細(xì)小碳化物(二次碳化物和共析碳化物)隱蔽，則同樣可達(dá)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(xué)函數(shù)-電化學(xué)電位來(lái)進(jìn)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(huì)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(guān)系很密切，特別是HNO₃，以水作溶劑時(shí)介電常數(shù)約80，電位可達(dá)700mv，而以C2H5OH作溶劑時(shí)，介電常數(shù)約40，電位只有500mv左右，可見(jiàn)，水溶液的浸蝕能力最強(qiáng)。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(mǎn)意，對(duì)于Cr₁₂Mo1V1在5%HNO₃-H₂O溶液中浸蝕，輕腐蝕時(shí)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(píng)級(jí)；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(shí)清晰顯露出來(lái)，利于正確評(píng)級(jí)。