2.3. Структурные составляющие

Структурные составляющие, характерные для сталей и белых чугунов представлены в табл. 8.2.

Таблица 8.2

Структурная классификация железоуглеродистых сплавов

Содерж. С,%	Название сплава	Структура при комнат-ной температуре	Применение сплавов
1	2	3	4
< 0,006	Чистое железо	Ф	Ограниченное применение
0,006 – 0,02	Техничес. железо	Ф+ЦIII	Сердечники трансфор- маторов
1	2	3	4
0,02 – 0,8	Доэвтектоидная сталь	Ф+П	Детали машин и конст- рукций
0,8	Эвтектоидная сталь	П	Режущий и меритель-ный инструмент
0,8 – 2,14	Заэвтектоидная сталь	П+ЦII
2,14 – 4,3	Доэвтектический белый чугун	П+ЦII+Л	Детали машин с высокой износоустойчивостью, получаемые литьем
4,3	Эвтектический белый чугун	ледебурит Л (П+Ц)
4,3 – 6,67	Заэвтектический белый чугун	Л+ ЦI
Примечание: сокращения: Ф = Feα – феррит; П = (Ф+Ц) – перлит; ЦI, ЦII, ЦIII –цементит (первичный, вторичный, третичный); Л = (П+Ц) – ледебурит.

Из табл. 8.2 следует, что в зависимости от содержания углерода при нормальной температуре стали имеют следующие структурные составляющие: феррит, перлит, цементит.

Техническое железо содержит от 0,006 (точка Q на диаграмме состояния) до 0,02 % углерода (точка Р) (см. рис. 8.1). Его микроструктура представляет собой феррит и третичный цементит по границам зерен феррита, которые наблюдаются под микроскопом при больших увеличениях (рис. 8.2, б). Выделения третичного цементита по границам зёрен очень вредны, т. к. снижают прочность и ударную вязкость.

Рис. 8.2. Микроструктура технически чистого железа (0,01 % С): а – видны ферритные зёрна, х300; б– по границам ферритных зёрен видна цепочка карбидных частиц Ц_III, х1000; в– рисунок

2.3.1. Структура сталей. Доэвтектоидные стали имеют ферритно-перлитную структуру (рис. 8.3). Здесь светлые зерна представляют собой феррит, а темные участки – перлит.

Рис. 8.3. Микроструктура доэвтектоидной стали с содержанием углерода: а – 0,1 %, х250; б–0, 3 %, х250; в– рисунок

Количественное соотношение феррита и перлита зависит от массовой доли углерода в стали. Поскольку феррит при комнатной температуре содержит очень мало углерода (менее 0,006 %), то основным носителем углерода в доэвтектоидной стали является перлит, характеризующийся постоянной массовой долей углерода (0,8 %). Поэтому с увеличением в стали массовой доли углерода доля перлита в структуре увеличивается, а феррита соответственно уменьшается (см. рис. 8.3, а и б).

Микроструктура эвтектоидной стали (рис. 8.4) представляет собой полосчатую структуру перлита, которая хорошо просматривается при увеличениях более х450. Перлит состоит из чередующихся белых полос феррита и темных полос цементита³.

а б

Рис. 8.4. Микроструктура эвтектоидной стали (0,8 % С): а – фотография, х500; б – схема микроструктуры

Микроструктура заэвтектоидной стали – перлит с сеткой вторичного цементита по границам зерен (рис. 8.5).

а б

Рис. 8.5. Микроструктура заэвтектоидной стали (1,2 % С):

а – фотография, х300; б- схема микрострктуры