なぜセメンタイト（Ｆｅ３Ｃ）をチルと呼ぶのですか？　パーライトはフェライトとセメンタイトの積層組織と聞きましたが，このセメンタイトもチルなのでしょうか．

チル組織中のセメンタイトとパーライト中のセメンタイトを理解するには，Ｆｅ－Ｃ系状態図での安定系，準安定系状態図を見ていただく必要があります．図１にＦｅ－Ｃ系状態図(炭素１０ｗｔ％まで，標準状態)を示します．　

　図1　Ｆｅ－Ｃ系状態図

この図で，チル組織のセメンタイトは，溶融状態から１１４６℃で準安定状態を表す実直線の，Ｅ－Ｃ－Ｆでの共晶反応によって現れます．冷却速度が十分大きいとき，

Ｌ(液体)→γ（ｆｃｃ）＋Ｆｅ_３Ｃ(斜方晶)

の準安定凝固が起こるのです．γ(オーステナイト)とＦｅ_３Ｃの共晶組織をレデブライト（ledeburite）といいますがこの組織は硬くて脆く，鋳鉄の破面に現れると白く見えるので，これをチル組織といいます．

　パーライト中のセメンタイトは，図1中の７２３℃のＰ－Ｓ－Ｋ線での共析反応によって現れます．冷却速度が十分大きいとき，

　γ（ｆｃｃ）→α（ｂｃｃ）＋Ｆｅ_３Ｃ(斜方晶)

のように，固相から2つの固相が同時に出てくるのです．この組織をパーライトといい，フェライト(α)とセメンタイト（Ｆｅ_３Ｃ）が層状に重なった組織になります．これは十分な靱性があります．このようにＦｅ_３Ｃは状態図上の炭素量６．６７％の縦の線上の化合物であり，結晶の種類としては同じものです．しかし，その生まれ方は異なっており，溶湯から凝固によって晶出したものがチル組織となります．

　さて，ここまでは2種のＦｅ_３Ｃが，生まれは違うが結晶は同じだとしました．しかし，最新の研究では，図２に示したように^１），パーライト中のセメンタイトは一体の結晶ではなく，数十ナノメートルの微結晶から構成されていることが判ってきました．

図２　パーライト中のセメンタイトの微細構造

すなわち，固相から析出したパーライト中のセメンタイトは，その結晶が不完全であることが判ります．パーライトを熱処理することによって，この結晶が構造を変えていることが明らかになりつつあり，この意味では2種のＦｅ_３Ｃが同じものではないことになります．

1)山口浩司：SEIテクニカルレビュー175(2009)57