Struttura ortorombica della cementite. Si notino i quattro atomi di C circondati dai 12 di Fe.
La
cementite
e una
fase
dell'
acciaio
costituita da
carburo di ferro
nella particolare microstruttura di placchette depositate a
bordo grano
. Dal punto di vista
chimico
si tratta di un
composto intermetallico
duro e fragile, costituito da
ferro
(93,3% in peso) e
carbonio
(6,67% in peso) indicato con il simbolo Fe
3
C.
[1]
E importante sottolineare il fatto che solo il carburo di ferro in questa particolare modalita di aggregazione viene denominato cementite. Quando esso si trova in cristalli lamellari alternati di
fase α
e Fe
3
C esso prende il nome di
perlite
, mentre quando si trova in cristalli misti
austenite
e Fe
3
C, prende il nome di
ledeburite
.
La presenza negli acciai di cementite promuove un aumento delle proprieta meccaniche di
durezza
e resistenza, ma di contro favorisce un comportamento fragile della lega.
Diagramma ferro-carbonio
. Sono indicati i campi di esistenza della cementite primaria (cm
I
), secondaria (cm
II
) e terziaria (cm
III
).
A seconda della percentuale di carbonio presente nella lega si formano tre tipi diversi di cementite, uguali dal punto di vista chimico-fisico, ma differenti per origine:
[2]
- Cementite primaria: cementite formatasi in una
ghisa
ipereutettica (C > 4,3%) durante la trasformazione eutettica:
- Cementite secondaria: cementite formatasi negli acciai ipereutettoidici e nelle ghise ipoeutettiche dallo smiscelamento del carbonio dai cristalli di austenite. Come e facilmente visibile dal grafico Fe-C, riducendo la temperatura del composto, la solubilita del carbonio nel ferro γ tende a diminuire. Non trovando piu spazio nel reticolo cristallino, gli atomi di carbonio interstiziali migreranno a bordo grano dove, incontrando atomi liberi di ferro, creeranno il carburo di ferro e si disporranno in placchette tipiche della cementite.
- Cementite terziaria: cementite formatasi in tutti i tipi di acciai e ghise a causa alla diminuzione di solubilita del carbonio nel ferro alfa. A 727 °C la solubilita del carbonio nel ferro alfa in una lega binaria e molto bassa, pari allo 0,02%. A temperatura ambiente la solubilita diventa pressoche nulla, per cui, in una situazione analoga a quella della cementite II, avviene lo smiscelamento del carbonio in eccesso. Sebbene, come detto prima, si possa osservare questo tipo di cementite indipendentemente dalla % di carbonio presente nella lega, essa e anche quella presente in minor concentrazione.
- William F. Smith,
Scienza e tecnologia dei materiali
, 2ª ed., McGraw-Hill, 1995,
ISBN
88-386-0709-5
.
- Gilberto Rinaldi,
Materiali per l'ingegneria - Ingegneria Aerospaziale
, Ed. Scient. Siderea, Roma, 2006.
- Marco Boniardi e Andrea Casaroli,
Metallurgia degli Acciai, Parte Prima
(
PDF
), Gruppo Lucefin e Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano, 2017.
URL consultato il 21 giugno 2017
(archiviato dall'
url originale
il 2 luglio 2017)
.
