лекцияДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ. Учебное пособие сокол ан ст преподаватель 2
 Скачать 2.22 Mb.
|
|
ДИАГРАММА СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ ЖЕЛЕЗО – УГЛЕРОД Учебное пособие СОКОЛ АН. ст. преподаватель 2 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 1. КОМПОНЕНТЫ И ФАЗЫ В СИСТЕМЕ ЖЕЛЕЗО-УГЛЕРОД…………………4 2. СИСТЕМА ЖЕЛЕЗО — ЦЕМЕНТИТ (Fe — Fе 3 С)………………………………8 2.1. Первичная кристаллизация сталей 2.2. Вторичная кристаллизация сталей 2.3. Превращения в белых чугунах 3. СИСТЕМА ЖЕЛЕЗО – ГРАФИТ (Fe – гр 3.1. Чугуны 3.2. Процесс графитизации 3.3 Белый чугун 3.4. Серый чугун 3.5. Высокопрочный чугун 3.6. Ковкий чугун 4. СТАЛИ 4.1. Влияние углерода 4.2. Примеси в сталях 4.3. Легирующие элементы 4.4. Влияние легирующих элементов на фазовые превращения сталей 4.5. Карбиды в легированных сталях 4.6. Классификация и маркировка сталей ВВЕДЕНИЕ Диаграмма состояния системы железо – углерод является одной из важнейших диаграмм двойных систем, потому что наиболее распространенные в технике сплавы – стали и чугуны – представляют собой сплавы железа с углеродом. В состав сталей и чугунов кроме углерода входят кремний, марганец и другие элементы, но углерод является основным компонентом, оказывающим влияние на структуру и свойства железных сплавов. Следует отметить, что в учебниках по металловедению разных авторов и разных лет издания, которыми пользуются студенты, координаты некоторых основных точек диаграммы несколько отличаются друг от друга по содержанию углерода и по температуре. Это связано стем, что в научной литературе периодически появляются сведения об исследовании отдельных участков диаграммы, уточняющие положение точек и линий диаграммы. Однако эти уточнения обычно невелики, не меняют давно установленного общего начертания диаграммы состояния железо – углерод и не вносят каких-либо принципиальных изменений в понимание фазовых превращений в сплавах и их структуры. Диаграмма железо – углерод должна распространяться от железа до углерода. Железо образует с углеродом химическое соединение цементит – Fe 3 C. Каждое устойчивое химическое соединение можно рассматривать как компонента диаграмму – по частям. Так как на практике применяют металлические сплавы с содержанием углерода до 5 %, то рассматриваем часть диаграммы состояния от железа до химического соединения цементита, содержащего 6,67 % углерода. 1. КОМПОНЕНТЫ И ФАЗЫ В СИСТЕМЕ ЖЕЛЕЗО – УГЛЕРОД Компонентами железоуглеродистых сплавов являются железо, углерод и цементит. 1. Железо переходный металл серебристо-светлого цвета. Температура плавления – 1539 С. Удельный вес равен 7,86 г/см 3 . Наиболее существенной особенностью железа является его полиморфизм. В твердом состоянии железо может находиться в двух модификациях – α и γ. Полиморфные превращения происходят при температурах 911 и 1392 С. При температуре ниже 911 и выше 1392 С существует Fe α (или е) с объемноцентрированной кубической решеткой. В интервале температур 911…1392 С устойчивым является Fe γ (или е) с гранецентрированной кубической решеткой. При превращении α→γ наблюдается уменьшение объема, так как решетка е имеет более плотную упаковку атомов, чем решетка е. При охлаждении вовремя превращения γ→α наблюдается увеличение объема. В интервале температур 1392…1539 С высокотемпературное Fe α называют Высокотемпературная модификация Fe α не представляет собой новой аллотропической формы. При температуре ниже 768 С железо ферромагнитно, а выше – парамагнитно. Точку 768 С, соответствующую магнитному превращению, те. переходу из ферромагнитного состояния в парамагнитное, называют точкой Кюри. Модификация Fe γ парамагнитна. Железо технической чистоты обладает невысокой твердостью (80 НВ) и прочностью (временное сопротивление – в = 250 МПа, предел текучести – Т = 120 МПа) и высокими характеристиками пластичности (относительное удлинение – δ =50 %, а относительное сужение – ψ = 80 %). Свойства могут изменяться в некоторых пределах в зависимости от величины зерна. Железо характеризуется высоким модулем упругости, наличие которого проявляется ив сплавах на его основе, обеспечивая высокую жесткость деталей из этих сплавов. Железо со многими элементами образует растворы с металлами – растворы замещения, с углеродом, азотом и водородом – растворы внедрения. 2. Углерод относится к неметаллам. Обладает полиморфным превращением, в зависимости от условий образования существует в форме графита с гексагональной кристаллической решеткой (температура плавления – 3500 С, плотность – 2,5 г/см 3 ) или в форме алмаза со сложной кубической решеткой с координационным числом, равным четырем (температура плавления – 5000 СВ сплавах железа с углеродом углерод находится в состоянии твердого раствора с железом ив виде химического соединения – цементита (Fe 3 C), а также в свободном состоянии в виде графита (в серых чугунах. 3. Цементит (Fe 3 C) – химическое соединение железа с углеродом (карбид железа, содержит 6,67 % углерода. Более точные исследования показали, что цементит может иметь переменную концентрацию углерода. Однако в дальнейшем, при разборе диаграммы состояния, сделаем допущение, что Fе 3 С имеет постоянный состав. Кристаллическая решетка цементита ромбическая, удельный вес 7,82 г/см 3 (очень близок кудельному весу железа. При высоких температурах цементит диссоциирует, поэтому температура его плавления неясна и проставляется ориентировочно – 1260 С. Аллотропических превращений не испытывает. Кристаллическая решетка цементита состоит из ряда октаэдров, оси которых наклонены друг к другу. При низких температурах цементит слабо ферромагнитен, магнитные свойства теряет при температуре около 210 С. Цементит имеет высокую твердость (более 800 НВ, легко царапает стекло, но чрезвычайно низкую, практически нулевую, пластичность. Цементит способен образовывать твердые растворы замещения. Атомы углерода могут замещаться атомами неметаллов, например азотом атомы железа – металлами, например марганцем, хромом, вольфрамом и др. Такой твердый раствор на базе решетки цементита называется легированным цементитом Если графит является стабильной фазой, то цементит – это метастабильная фаза. Цементит – соединение неустойчивое и при определенных условиях распадается с образованием свободного углерода в виде графита. Этот процесс имеет важное практическое значение при структурообразовании чугунов. В системе железо – углерод существуют следующие фазы жидкая фаза, феррит, аустенит, цементит, графит. 1. Жидкая фаза В жидком состоянии железо хорошо растворяет углерод в любых пропорциях с образованием однородной жидкой фазы. 7 2. Феррит Ф, α) – твердый раствор внедрения углерода в железе (от латинского слова ferrum – железо. Различают низкотемпературный феррит с предельной растворимостью углерода 0,02 % при температуре 727 Сточка) и высокотемпературный феррит (в интервале температур 1392…1539 С) с предельной растворимостью углерода 0,1 % при температуре 1499 Сточка. Свойства феррита близки к свойствам железа. Он мягок (твердость – 130 НВ, временное сопротивление – в = 300 МПа) и пластичен (относительное удлинение - δ =50 %), магнитен до 768 С 3. Аустенит А, γ) – твердый раствор внедрения углерода в железо (по имени английского ученого Р. Аустена). Углерод занимает место в центре гранецентрированной кубической ячейки. Предельная растворимость углерода в γ-железе 2,14 % при температуре 1147 Сточка Е. Аустенит имеет твердость 200…250 НВ, пластичен (относительное удлинение – δ =40…50 %), парамагнитен. При растворении в аустените других элементов могут изменяться свойства и температурные границы существования. 4. Цементит – характеристика дана выше. В железоуглеродистых сплавах присутствуют фазы – цементит первичный, цементит вторичный цементит третичный. Химические и физические свойства этих фаз одинаковы. Влияние на механические свойства сплавов оказывает различие в размерах, количестве и расположении этих выделений. Цементит первичный выделяется из жидкой фазы в виде крупных пластинчатых кристаллов. Цементит вторичный выделяется из аустенита и располагается в виде сетки вокруг зерен аустенита (при охлаждении – вокруг зерен перлита. Цементит третичный выделяется из феррита ив виде мелких включений располагается у границ ферритных зерен. 5. Графит – характеристика дана выше. Поскольку углерод в сплавах с железом встречается в виде цементита и графита, существуют две диаграммы состояния, описывающие условия равновесия фаз в системах железо – цементит и железо – графит. Первая диаграмма (е — Fе 3 С) называется цементитной (метастабильная, вторая (е – С) 8 - графитной (стабильная. Оба варианта диаграммы приводятся вместе водной системе координат – температура – содержание углерода (рис. 1). Диаграмма состояния системы железо – углерод построена по результатам многочисленных исследований, проведенных учеными разных стран. Особое место среди них занимают работы Д.К. Чернова. Он открыл существование критических точек встали, определил их зависимость от содержания углерода, заложил основы для построения диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов в ее нижней, наиболее важной части. Буквенное обозначение узловых точек в диаграмме является общепринятым как в России, таки за рубежом. СЕ 6 5 4 2 1 700 900 1100 1300 1500 T, С о С, % D D 727 738 о 1147 о 1153 о M O 768 о 911 о 1392 о 1539 0,02 0,8 2,14 4,3 Fe Fe C 3 L γ α Рис. 1. Общий вид диаграммы состояния системы железо – углерод 9 2. СИСТЕМА ЖЕЛЕЗО — ЦЕМЕНТИТ (Fe — Fе 3 С) Диаграмма состояния системы железо – цементит изображена на рис. 2. Данные о точках диаграммы приведены в табл. 1. Имеющиеся во всех областях диаграммы фазы видны на рис. 2. Значение всех линий указано в табл. 2. Е 6 5 4 2 1 700 900 1100 1300 1500 T, С о С, % D 727 о 1147 о M O 0,02 0,8 2,14 4,3 Fe Fe C 3 L γ α δ 3 + L + L γ Fe C 3 γ + Fe C + Fe C 3 α 3 α+ γ δ+ δ γ + Рис. 2. Диаграмма состояния системы железо – цементит Ликвидус по всей диаграмме проходит по линиям АВ, ВС, С солидус – по линиям АН, НЕ, ЕСF.Сплавы железа с углеродом обычно делят настали и чугуны. Условной границей для такого деления является 2,14 % Сточка. Сплавы, содержащие углерода менее 2,14 %, относятся к сталям, более 2,14 % – к чугунам. Температуры, при которых происходят фазовые и структурные превращения в сплавах системы железо – цементит, те. критические точки, обозначаются буквой А. В зависимости оттого, при нагреве или при охлаждении определяется критическая точка, к букве А добавляется индекс сот слова chauffage – нагрев) при нагреве и индекс r от слова refroidissement – охлаждение) при охлаждении составлением цифры, характеризующей данное превращение. Таким образом, например, нагрев доэвтектоидной стали выше соответствующей точки на линии С обозначается как нагрев выше точки АС. При охлаждении же этой стали первое превращение должно быть обозначено как А, второе (на линии РSК) – как А Таблица 1 Узловые точки диаграммы состояния системы е — Fе 3 С Обозначение точки С С Значение точки А 1539 0 Плавление (кристаллизация) чистого железа N 1392 0 Полиморфное превращение δ ↔ γ в чистом железе G 911 0 Полиморфное превращение α ↔ γ в чистом железе Н 1499 0,1 твердый раствор, предельно насыщенный углеродом. Участвует в перитектическом превращении J (I) 1499 0,16 Аустенит, возникающий в результате перитектического превращения В 1499 0,51 Жидкая фаза, участвующая в перитектическом превращении D 1260 6,67 Предполагаемая температура плавления Fе 3 С Е 1147 2,14 Аустенит, предельно насыщенный углеродом С 1147 4,3 Жидкая фаза, испытывающая эвтектическое превращение F 1147 6,67 – P 727 0,02 Феррит, предельно насыщенный углеродом S 727 0,8 Аустенит, испытывающий эвтектоидное превращение K 727 6,67 – Q 20 0,006 Феррит, предельно насыщенный углеродом Таблица 2 Значение линий диаграммы состояния системы е — Fе 3 С Линии Значение линии АВ АН ВСЕ С НJВ ЕРА (А) Е (А) GS (А) GP PQ МОА Ликвидус для твердого раствора Солидус для твердого раствора Ликвидус для аустенита Солидус для аустенита Ликвидус для цементита (первичного) Перитектическое превращение δ н +L в →γ J Эвтектическое превращение с → (Е + Fе 3 С) Эвтектоидное превращение γ S → (α P + Fе 3 С) Начало полиморфного превращения в сплавах при охлаждении Конец полиморфного превращения в сплавах при охлаждении Линия предельной растворимости углерода в е. Начало выделения цементита (вторичного) из аустенита при охлаждении Начало аллотропического превращения γ→ α в сплавах при охлаждении. Начало выделения феррита из аустенита при охлаждении Линия предельной растворимости углерода в е Начало выделения цементита (третичного) из феррита при охлаждении Переход из ферромагнитного в парамагнитное состояние (768 Ст. Кюри) Прежде чем перейти к непосредственному разбору на конкретных примерах процессов фазовых превращений, совершающихся в различных сплавах при их охлаждении и нагреве, необходимо сделать следующие замечания. Всякая диаграмма состояния показывает условия равновесного сосуществования фаз во взятой системе компонентов. Составы фаз при любой температуре удовлетворяют значениям, определяемым по сопряженным кривым только при условии установившегося физико-химического равновесия и при наличии плоской границы раздела фаз, те. при бесконечно большом радиусе кривизны этой поверхности. Если же поверхности раздела контактирующих фаз имеют иной (меньший) радиус кривизны, то создаются иные условия равновесия, в связи с чем изменяется взаимный ход соответствующей сопряженной пары кривых. Полное физико-химическое равновесие между фазами может быть достигнуто только в специальных лабораторных условиях, а на практике некоторым приближением к этому состоянию может быть случай чрезвычайно медленного охлаждения или нагрева сплава с весьма длительными выдержками во времени при любых искомых температурах. Условимся, что при разборе сплавов в процессе их превращения при нагреве или охлаждении каждое фиксируемое состояние фаз соответствует равновесному, вытекающему из соответствующих кривых причем для взятой температуры найденные составы будут относиться ко всему объему фазане только к пограничным контактирующим слоям, где фазовое равновесие устанавливается практически очень быстро. Кроме того, известно, что при всяком фазовом превращении происходит возникновение зародышевых центров и последующий их рост. При этом согласно законам термодинамики зародышевые центры, способные к дальнейшему росту, тек развитию фазового превращения, могут возникать в исходной материнской фазе не при предельной температуре, определяемой по кривым диаграммы, где фазы находятся в равновесии, а при температуре несколько меньшей, те. при наличии некоторого переохлаждения. Поэтому, когда будем говорить о том, что по достижении какой-то линии диаграммы при нагреве или при охлаждении начинается фазовое превращение, то это надо понимать условно, те. они совершаются в идеальных условиях. 2.1. Первичная кристаллизация сталей Рассмотрим первичную кристаллизацию сталей, для чего воспользуемся рис. 3. Сплав 1(0,05 % С. Кристаллизация начнется в точке и закончится в точке b с образованием твердого раствора. Углерод повышает температуру аллотропического превращения железа δ↔γ. Эта перестройка решетки твердого раствора идет между точками си, когда одновременно существуют два разных твердых раствора (состав раствора изменяется по линии Н, раствора – по линии JN). Ниже точки d сплав охлаждается в аустенитном состоянии. о 1392 T, о+ L L γ + γ γ + L a b c d e k n l m s g h 1 2 3 Рис. 3. Левый верхний угол диаграммы состояния е – С – первичная кристаллизация сталей Сплав 2 (0,13 % С. Кристаллизация раствора начнется в точке е и закончится в точке k. При 1499 °C происходит перитектическое превращение δ H +L B → γ J . От точки k до точки п идет перестройка решетки и, наконец, ниже точки п сплав охлаждается в аустенитном состоянии. Сплав 3 (0,25 % С. Кристаллизация раствора начинается в точке l и заканчивается в точке т. При 1499 °C также происходит перитектическое превращение, по окончании которого в избытке оказывается жидкая фаза. От точки т до точки s продолжается кристаллизация аустенита из жидкой фазы. Ниже точки сплав охлаждается в аустенитном состоянии. Сплав 4(0,6% С. Кристаллизация сплава начинается в точке g с образования аустенита и продолжается до точки h. Ниже этой точки сплав охлаждается в аустенитном состоянии. Таким образом, первичная кристаллизация сталей заканчивается образованием фазы, те. аустенита. 2.2. Вторичная кристаллизация сталей Рассмотрим теперь превращения, происходящие в сталях при дальнейшем охлаждении в твердом состоянии, те. вторичную кристаллизацию (рис. 4). Сплав 5 (0,3 % С. Выше точки а сплав находится в аустенитном состоянии 1000 900 800 700 T, о, % γ α γ+ Fe C 3 α+ Fe C 3 α+ γ 1147 о 727 о 0,8 2,14 5 6 a e f l m Рис. 4. Нижний левый угол диаграммы состояния е – С – вторичная кристаллизация сталей После окончания первичной кристаллизации аустенит охлаждается без каких-либо изменений. Углерод в сплавах понижает температуру полиморфного превращения γ→α. В сплаве 5 это превращение начнется на линии GS в точке аи будет развиваться далее с понижением температуры до точки е. Так в сплаве появляется феррит. Концентрация углерода в уменьшающемся по количеству аустените будет изменяться по линии GS (к точке S), а концентрация углерода в увеличивающемся по количеству феррите – по линии GP (к точке Р. Из приведенных ранее данных известно, что количество углерода в ферритной фазе весьма мало, поэтому выделение феррита должно вызывать заметное увеличение содержания углерода в аустените, что и происходит. В точке е выделение феррита закончится, и сплав будет состоять из двух фаз – α р + γ S . Чуть выше линии PSK: α = PS eS ·100% = 02 , 0 8 , 0 3 , 0 8 , 0 − − ·100% = 64,1 %; γ = PS Pe ·100% = 02 , 0 8 , 0 02 , 0 3 , 0 − − ·100% = 35,9 %. Аустенит с содержанием 0,8 % углерода на линии РSК претерпевает эвтектоидноепревращение, состоящее в том, что одновременно выделяются две кристаллические фазы – феррит предельного насыщения (точка Р) и цементит γ S → α P + Fe 3 C. Возникающая при эвтектоидном распаде аустенита смесь феррита и цементита имеет тонкопластинчатое строение (чередующиеся пластинки α и Fе 3 С) и называется перлитом по радужной окраске поверхности шлифа после травления, имеющей сходство с перламутром. Феррит, который выделился из аустенита в интервале температур от точки а до точки е, в эвтектоидном превращении не участвует. Вовремя эвтектоидного распада аустенита на линии РSК система состоит из трех фаз р, γ S и Fе 3 С, поэтому по правилу фаз С К + 1– Ф = 2 + 1– 3 = 0. Устанавливаем, что число степеней свободы системы равно нулю. Следовательно, эвтектоидный распад аустенита происходит при постоянной температуре и при неизменной концентрации углерода во всех трех фазах. Сразу после перлитного превращения система состоит из фаз α и Fe 3 C, их относительное количество α = PK eK ·100% = 02 , 0 67 , 6 3 , 0 67 , 6 − − ·100% = 95,8 %; 16 Fe 3 C= PK Pe ·100% = 02 , 0 67 , 6 02 , 0 3 , 0 − − ·100% = 4,2 %. Структурные составляющие – феррит+перлит, те+ Fе 3 С).Но 95,8 % феррита делится на избыточный феррит, выделившийся в интервале ae из аустенита (64,1 %) и феррит в составе перлита (95,8 %-64,1 %=31,7 %) Цементит же весь находится в составе перлита, то. получается 64,1 %α + (31,7 % α + + 4,2 % Fе 3 С). Количество перлита (35,9 %) соответствует количеству аустенита перед эвтектоидным превращением. При дальнейшем охлаждении сплава, состоящего из феррита и цементита, ферритная фаза должна обедняться углеродом (по линии PQ) с выделением цементита, называемого третичным.Это фазовое превращение дает столь незначительные изменения в структуре, составе и количестве фаз, что при рассмотрении превращений в среднеуглеродистых и высокоуглеродистых сталях и чугунах им можно пренебречь. Однако превращение с выделением третичного цементита имеет большое значение для мягких сортов сталей с низким содержанием углерода, так как выделения цементной фазы могут заметно ухудшать вязкость стали. Таким образом, при комнатной температуре сталь взятого состава (0,3 % Св точке f состоит из двух фаз феррита и цементита, а структурные составляющие стали (после медленного охлаждения) будут представлены так феррит+перлит, те+ Fе 3 С). При этом третичный цементит не учитывается. На рис. 5 изображена микроструктура стали с 0,3 % С после медленного охлаждения (отжига. Обнаруживаются зерна феррита и перлита, иначе называемого феррито-карбиднойсмесью (ФКС). Светлые зерна структуры представляют собой феррита темные – перлит. Рис. 5. Микроструктура доэвтектоидной стали Точка S диаграммы (0,8 % С) называется эвтектоидной точкой, а вся линия РSК - линией эвтектоидного или перлитного превращения.По отношению к эвтектоидной точке S стали делятся - на доэвтектоидные (содержащие до 0,8 % углерода - эвтектоидную (0,8 %); - заэвтектоидные (содержащие углерода от 0,8 до 2,14 %). Следовательно, доэвтектоидные стали при комнатной температуре после медленного охлаждения имеют одни и те же структурные составляющие избыточный феррит + перлит, нов разных количествах в зависимости от содержания углерода. Вторичная кристаллизация эвтектоидной стали (0,8 %) начинается сразу с эвтектоидного превращения γ S → α P + Fe 3 C. Относительное количество фаз соответственно сразу после превращения α = PK SK ·100 % = 02 , 0 67 , 6 8 , 0 67 , 6 − − ·100 % = 88,3 %; Fe 3 C = PK PS ·100 % = 02 , 0 67 , 6 02 , 0 8 , 0 − − ·100 % = 11,7 %. При комнатной температуре фазовый состав – 88,3 % феррита и 11,7 % цементита, структурная составляющая одна – перлит. Микроструктура такой стали приведена на рис. 6. Заметно, что перлит имеет характерное строение с чередующимися полосками феррита и цементита, причем в каждом зерне перлита ориентировка полосок своя, отличная от таковой в соседнем зерне. Рис. 6. Микроструктура эвтектоидной стали Сплав 6(1,2 % С. После завершения первичной кристаллизации сталь охлаждается в аустенитном состоянии. Исходя из положения линии ES, можно установить, что аустенит стали с 1,2 % С вплоть до точки l (на линии ES) оказывается ненасыщенным углеродом. По достижении температуры точки l рис. 4) аустенит становится предельно насыщенным углеродом, итак как растворимость углерода при охлаждении уменьшается (согласно линии ES), то, начиная сточки, из аустенита выделяется избыток углерода в виде Fе 3 С, называемый вторичным (избыточным) цементитом (Чуть выше линии PSK сплавбудет состоять из двух фаз – аустенита и вторичного цементита. Применяя правило рычага, можно установить, что весовое количество цементита и аустенита γ = SK mK ·100 % = 8 , 0 67 , 6 2 , 1 67 , 6 − − ·100 % = 93,2 %; Fe 3 C = SK Sm ·100 % = 8 , 0 67 , 6 8 , 0 2 , 1 − − ·100 % = 6,8 %. Таким образом, перед превращением сплав состоит из (93,2 % γ+ + 6,8 % (Fe 3 C) II ). Структурные и фазовые составляющие совпадают. По достижении точки т аустенит содержит 0,8 % Сточка) и претерпевает уже известное нам эвтектоидное превращение γ S → α P + Fe 3 C. Вторичный цементит, выделившийся в интервале температур от точки l до точки m, в этом превращении не участвует. Сразу после превращения α = PK mK ·100 % = 02 , 0 67 , 6 2 , 1 67 , 6 − − ·100 % = 82,3 %; Fe 3 C = PK Pm ·100 % = 02 , 0 67 , 6 02 , 0 2 , 1 − − ·100 % = 17,7 %. 17,7 % – это общее количество цементита в сплаве, он включает в себя и 6,8 % избыточного (Fe 3 C) II , выделившегося в интервале lm, и цементит перлита 17,7 %-6,8 %=10,9 %. Таким образом, получаем 6,8 % (Fe 3 C) II + (82,3 % α + 10,9 % Fe 3 C) перлит При дальнейшем охлаждении вплоть до точки r фазовые и структурные составляющие стали не изменяются (не забывать о поправке, сделанной при разборе сплавав связи сходом линии PQ). Сплав состоит из двух фаз феррита и цементита, а структурные составляющие стали представлены так цементит + перлит, те+ (α+Fе 3 С). Микроструктура такой стали представлена на рис. 7. Здесь, наряду с перлитом, присутствует вторичный (избыточный) цементит (белая сетка вокруг зерен перлита. При травлении шлифа обычными реактивами цементит не травится итак же, как феррит, остается чисто белым, поэтому, чтобы отличить белую сетку цементита от ферритной, нужен определенный навык исследователя или специальные методы испытаний. При изучении микроструктур сталей часто возникает вопрос, почему перлит темный, если феррит и цементит, как только что было рассмотрено, – это светлые фазы Повторимся, перлит – это двухфазная структурная составляющая, а фазы, ее образующие, – это феррит и цементит, имеющие различную травимость. В этом случае на поверхности шлифа образуется сложный рельеф, приводящий к рассеянию падающего света. Рис. 7. Микроструктура заэвтектоидной стали Таким образом, заэвтектоидные стали при комнатной температуре после медленного охлаждения имеют одни и те же структурные составляющие вторичный избыточный цементит + перлит, нов разных относительных количествах в зависимости от содержания углерода. |