Järnkolföreningar

Järnkolföreningar är kemiska föreningar som består av järn (Fe) och kol (C). Den mest kända järnkolföreningen är cementit, Fe3C, en intermetallisk förening som är en viktig beståndsdel i stål och gjutjärn. Cementit är hårt och sprött och bildas när kol ingår i järn vid låga eller måttliga temperaturer i järn-kolsystemet.

I järnkolsystemet beskrivs hur olika faser uppträder beroende på kolhalt och temperatur. Vid lågt kolinnehåll dominerar ferrit (α-Fe); vid ungefär 0,8 viktprocent C bildas pärlite, en lamellär mikrostruktur av ferrit och cementit. Högre kolhalter leder till större andelar karbider och cementit, vilket påverkar materialets mekaniska egenskaper. I gjutjärn kan kol förekomma i form av grafit i stället för cementit, beroende på legering och kylningshastighet.

Utöver cementit finns även andra järnkolföreningar som kan förekomma under särskilda förhållanden. Exempelvis har Hägg-karbider med formeln Fe5C2 observerats i vissa stål- och gjutjärnssystem och är oftast metastabila under vanliga behållningsförhållanden.

Betydelse och tillämpning: järnkolföreningar påverkar materialens hårdhet, slitstyrka och sprödhet. Deras närvaro och morfologi styrs av tillverkningsprocesser och värmebehandling, vilket gör dem centrala inom metallurgi och materialvetenskap.