karbidbildning

Karbidbildning är bildandet av karbider, kemiska föreningar mellan kol och metall, i material som järn, stål och hårdmetaller. Karbider uppträder både som små partiklar utspridda i metallmatrisen och som kristallina faser nära ytan genom diffusion och precipitering. Den exakta sammansättningen påverkar mekaniska egenskaper som hårdhet, nötstålighet och motstånd mot slitage.

I järn- och stållegeringar uppstår karbidbildningen framför allt i två sammanhang. Cementit (Fe3C) är vanligt i järn–kol-systemet och bildas när kol diffunderar i järn. I legerade stål bildas även andra karbider som kromkarbider (t.ex. Cr23C6), volframcarbider (WC), volfram–kolbider och kolbider av vanadin (VC), niobium (NbC) och titan (TiC). Dessa karbider kan bildas under värmehärdning, vid åldring, eller vid ytoppekar som karburering och karbonitrering där kol introduceras till ytan.

Karbidbildning spelar en central roll i olika tillämpningar. I stål används karbidformation för att uppnå case hardening: en hård, slitstark yta med en mjukare kärna. Överdriven eller oönskad karbidbildning vid grain boundaries kan leda till försämrad seghet och risk för sprickbildning, till exempel vid sensitisering av vissa rostfria stål där kromkarbider bildas vid hög temperatur.

I cementerade hårdmetaller (WC-Co) bildas WC-karbidpartiklar som ger exceptionell hårdhet och slitstyrka, ofta i kombination med en koboltbindare. Karbidbildningens villkor – temperatur, kolpotential och legeringsinnehåll – är avgörande för materialets egenskaper och livslängd i olika applikationer.