§ 3. Микроструктура железоуглеродистых сплавов
После медленного охлаждения сталь
с низким содержанием углерода (0,02%) состоит из одного феррита,
который наблюдается под микроскопом в виде светлых зерен различной формы и
размеров. С увеличением содержания углерода в доэвтектоидных сталях
появляется новая структурная составляющая— перлит в виде отдельных
небольших темных зерен между светлыми зернами феррита. С
увеличением концентрации углерода количество перлита пропорционально
возрастает, а при содержании в стали 0,80% С структура состоит только из
перлита. Обычно перлит имеет пластинчатое или зернистое глобулярное
строение в зависимости от формы зерен цементита. В первом случае под
микроскопом перлит наблюдается в виде светлых и темных полосок, а во
втором — в виде мелких округлых зерен цементита, равномерно распределенных
в феррите. Зернистый перлит можно получить из пластинчатого путем
длительной выдержки при температуре около 700° С.
В заэвтектоидных сталях в а
руктуре перлита появляется новая фаза — вторичный цементит, который
наблюдается обычно в виде светлой сетки между зернами перлита. С
увеличением содержания углерода количество цементита в заэвтектоидной
стали возрастает. При этом он остается в форме сетки.
Содержание углерода в
стали можно определять с приемлемой точностью по структуре. В
качестве примера возьмем сталь, содержащую около 25% перлита и 75%
феррита; это легко определяется под микроскопом (иа глаз) или по
микрофотографии. Не учитывая углерод феррита, получаем, что 100%
перлита содержат 0,8% С; 25% перлита содержат х %
С:
В заэвтектоидной стали,
содержащей, к примеру, 90% перлита и 10% вторичного цементита, содержание
углерода в образце также можно определить расчетом: 100% цементита
содержат 6,67?о С; 10% цементита содержат х % С
Диаграмма состояния системы
железо — углерод позволяет связать внутреннее строение
железоуглеродистых сплавов с их химическим составом и условиями
охлаждения.
На рис. 41 приведены упрощенная
диаграмма состояния системы железо —- углерод и микроструктуры сплавов
различного состава после их затвердевания с умеренной скоростью
охлаждения. На этом же рисунке показаны кривые охлаждения выбранных
сплавов; масштаб температур диаграммы состояния и кривых охлаждения
сплавов одинаков.
Охлаждение расплава К\
(рис. 41, о), содержащего 0,025% С, характеризуется отрезком
/—2. Кристаллизация сплава начинается
в
