Węglik żelaza

Węglik żelaza – metastabilna faza pośrednia (faza przejściowa, nazywana również fazą międzymetaliczną), powstająca w wyniku uporządkowania rozmieszczenia atomów węgla, występujących w roztworach stałych węgla w sieci krystalicznej żelaza. Węgliki są związkami niestechiometrycznymi (bertolidy).

Węgiel tworzy węgliki z metalami przejściowymi grup IVA do VIIA i z żelazem. Według Goldschmidta wyróżnia się węgliki o sieci krystalicznej:

• regularnej typu NaCl (B1); związki międzywęzłowe, np. TiC, ZrC
• heksagonalnej typu WC (B6) i Mo₂C (C6); związki międzywęzłowe, np. V₂C, W₂C, Fe₂C
• złożonej układu rombowego, którym przypisuje się wzór Me₃C, np. Fe₃C, Mn₃C, Co₃C i Ni₃C.

Ziarna węgliku Fe₃C – cementytu – (o różnej wielkości i kształcie) należą do najważniejszych elementów struktury stali i żeliwa (zobacz: wykres fazowy Fe–Fe₃C). Powstają jako:

• cementyt I-rzędowy (pierwotny) – faza krystalizująca z fazy ciekłej
• cementyt II-rzędowy (wtórny) – faza krystalizująca z ziaren przesyconego austenitu
• cementyt III-rzędowy – faza krystalizująca z ziaren przesyconego ferrytu.

Węglik Fe₂C występuje w stali hartowanej i niskoodpuszczanej i w dolnym bainicie. W heksagonalnej sieci Fe (A3) atomy węgla są ulokowane w lukach oktaedrycznych. Obsadzana jest co druga warstwa luk. Rzeczywisty skład chemiczny węgliku jest zbliżony do Fe_2,4C, ponieważ nie wszystkie luki tych warstw są wypełnione atomami węgla.