碳化物是鋼中的重要組成相之一。碳化物類型、大小、形狀和分布對材料的性能有極其重要的影響。碳化物在鋼中的穩定性取決于金屬元素與C親和力的大小，即主要取決于其d層電子數，d層電子越少，則金屬元素與C的結合強度越大，在鋼中的穩定性也越大。應該指出，碳化物在鋼中的穩定性并不是單純由d層電子數來決定的，生成碳化物時的熱效應也會影響碳化物的穩定性。一般來說，碳化物的生成熱越大，所生成的碳化物也越穩定。碳化物具有高硬度、脆性的特點。從高硬度看，碳化物具有共價鍵；但是碳化物具有正的電阻溫度系數，說明碳化物具有金屬的特性，保持著金屬鍵，所以一般認為碳化物具有混合鍵，且金屬鍵占優勢。根據合金元素和C的作用可分為碳化物形成元素和非碳化物形成元素兩大類。

　　按照碳化物形成能力由強到弱排列，常用的碳化物形成元素有：Ti、Zr、Nb、V；Mo、W、Cr；Mn、Fe等。它們都是過渡族元素。過渡族金屬元素可依其與C的結合強度的大小分類：

　　①Ti、Zr、Nb、V是強碳化物形成元素；

　　②W、Mo、Cr是中等強度碳化物形成元素；

　　③Mn和Fe屬于弱碳化物形成元素。

　　不同合金元素和C形成的碳化物類型不同，鋼中常見的碳化物主要有如下幾種。

　　M3C型：如 Fe3C、Mn3C，通常也稱為滲碳體。正交點陣結構，單位晶胞中有12個 Fe(Mn)原子、4個C原子。M7C3型：如Cr7C3。復雜六方點陣結構，單位晶胞中有56個金屬元素（M）原子、24個C原子?？梢孕纬蓮秃咸蓟铮?Cr,Fe, Mo…)7C3。M23C6型：如 Cr23C6，常出現在 Cr含量較高的鋼中。復雜立方點陣結構，單位晶胞中有92個M原子、24個C原子。一般情況下，單元的碳化物比較少，部分Cr原子可由Mn、Fe等原子替代而形成復合碳化物。M2C型：如 Mo2C、W2C。密排六方點陣結構，單位晶胞中有6個M原子，3個C原子。MC型：如VC、TiC、NbC，簡單面心點陣結構；而 MoC、WC 是簡單六方點陣結構。一般情況下往往有空位，所以其一般式為MCx，x≤1，例V4C3，x=0.75。M6C型：如Fe3W3C、Fe3Mo3C、Fe4W2C等，它不是金屬型的碳化物。M6C型具有復雜立方點陣結構，單位晶胞中有96個M原子、16個C原子。這類碳化物常在含W、Mo合金元素的合金鋼中出現，其一般式為(W，Mo，Fe)6C。

　　根據以上碳化物結構類型可分為兩大類型：簡單點陣結構和復雜點陣結構。屬于簡單點陣結構的有M2C型、MC 型，其特點是硬度較高、熔點較高、穩定性較好。復雜點陣結構的有 M23C6型、M7C3型、M3C型，相對于簡單點陣結構的碳化物來說，其特點是硬度較低、熔點較低、穩定性較差。值得指出的是M6C型碳化物，M6C型碳化物是復雜點陣結構，但是從性能上接近簡單點陣結構，穩定性要比 M23C6型、M7C3型好。

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