Содержание.Назад.Вниз.Вперед.

2.1.2. Стали и сплавы

Сталь - деформируемый (ковкий) сплав железа (основа) с углеродом (до 2%) и другими элементами (сплавы). Получают, главным образом, из смеси чугуна со стальным ломом в кислородных конвертерах, мартеновских печах и электропечах.

2.1.2.1. Структура сталей в равновесном состоянии

Вид окончательно сформировавшейся микроструктуры сталей и сплавов зависит от содержания в них углерода и может быть определен по структурной диаграмме состояния Fe - Fе3С в соответствии с процессами, которые происходят для соответствующего состава сплава.

Микроструктура сталей, содержащих до 0,006% углерода, имеет зернистое (полиэдрическое) строение и представляет собой чистый феррит (рис.2, а). Такие стали при небольшой прочности обладают высокой пластичностью и ударной вязкостью.

Рис. 2. Схемы микроструктур стали в равновесном состоянии: а - ферритная; б - ферритно-цементитная; в -ферритно-перлитная: г - перлитная; д - перлитно-цементитная; 1 - феррит; 2 - цементит: 3 - перлит

При содержании в сталях углерода от 0,006 до 0,025% (техническое железо) их микроструктура представляет собой зерна феррита и расположенный по границам этих зерен третичный цементит (рис.2, 6). Хрупкая цементитная сетка снижает пластичность и вязкость сталей.  

Микроструктура сталей с содержанием углерода 0,025...0,8% состоит из зерен феррита и перлита (рис.2, в). При этом в сталях с содержанием углерода до 0,1...0,15% еще сохраняются включения третичного цементита. В структуре таких сталей при увеличении содержания углерода увеличивается количество перлита с соответствующим уменьшением феррита, что ведет к повышению прочности и твердости стали с одновременным снижением ударной вязкости и относительного удлинения.

При содержании углерода 0,8% микроструктура представляет собой зерна чистого перлита (рис.2, г). При рассмотрении под микроскопом перлит имеет вид темных включений неоднородного строения. Вследствие значительной дисперсности структуру перлита можно отчетливо различать только при увеличениях более чем в 500 раз. Перлит может иметь пластинчатую или зернистую структуру, что определяют условия охлаждения. При этом сталь с зернистой структурой перлита отличается лучшей пластичностью и обрабатываемостью резанием.

В микроструктуре стали, содержащей свыше 0,8% углерода, по границам зерен перлита располагается вторичный цементит, выделяющийся из аустенита при охлаждении вслед­ствие уменьшения растворимости углерода. При содержании в стали 1% углерода цементит образует хрупкую сетку, которая разобщает между собой зерна перлита (рис. 2, д). Прочность стали при этом снижается.

Цементит третичный в сталях и чугунах, а также цементит вторичный в эвтектических и заэвтектических чугунах как самостоятельные структурные составляющие при микроструктурном анализе обычно не обнаруживаются.

Рассмотренные равновесные структуры обратимы, то есть они многократно реализуются при нагреве и охлаждении сплавов. Это справедливо только в случае, если нагревы и охлаждения протекают с достаточно малыми скоростями, то есть все фазовые превращения завершены и можно не учитывать необходимые для этого перегревы и переохлаждения.

Для количественной оценки компонент структурного состава используют правило отрезков.

 Содержание.Назад.Вверх.Вперед.

 

Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

МЕТ TOP10