2. Структурные составляющие.

Структурными составляющими железоуглеродистых сплавов являются: феррит, цементит, перлит, ледебурит, графит.

Феррит – твердый раствор внедрения углерода в α-железе. Он имеет твердость НВ80. В углеродистых сталях имеет вид светлых участков.

Перлит – эвтектоидная смесь зерен цементита и феррита, содержащая 0,8 % углерода. Он имеет твердость 160...260 НВ и наблюдается в виде темных зерен.

Цементит – химическое соединение железа с углеродом (Fе₃С), содержащее 6,67 % углерода. Имеет твердость НВ800, наблюдается в виде ярких светлых биссеренок или в виде яркой сетки.

Ледебурит – эвтектоидная смесь зерен цементита и феррита, содержит 4,3 % С. Имеет твердость НВ700.

Аустенит – твердый раствор углерода в γ-железе. Он имеет твердость НВ80.

Структура доэвтектоидных сталей состоит из феррита и перлита. При увеличении содержания углерода количество перлита увеличивается. Твердость доэвтектоидной стали зависит от количества зерен перлита (чем больше, тем твердость больше) и от размера зерен (чем зерна мельче, тем твердость больше). К доэвтектоидным относятся стали с содержанием углерода от 0 до 0,8 % .

Эвтектоидные стали полностью состоят из перлита. Они содержат 0,8 % углерода.

Заэвтектоидные стали состоят из перлита и вторичного цементита. Цементит может быть в виде светлых зерен или в виде светлой сетки. С увеличением содержания углерода, увеличивается количество цементита, имеющего твердость НВ800. Таким образом, увеличивается твердость стали. Цементитная сетка затрудняет обработку на станке, поэтому ее устраняют нормализацией.

Структура серого чугуна представляет собой стальную основу (феррит и перлит), пронизанную графитовыми (темными) включениями.

Серый чугун содержит углерода от 2,14 % до 4,3 % , имеет графит пластинчатой формы.

Высокопрочный чугун имеет шаровидную форму графита. Его получают легированием серого чугуна ферросилицием и магнием.

Ковкий чугун имеет графит хлопьевидной формы. Его получают графитизирующим отжигом (томлением) белых чугунов. Такая форма увеличивает пластичность и вязкость чугуна.

Структурными составляющими белых чугунов являются перлит, ледебурит и цементит.

Рис .2. Микроструктура углеродистых сталей:

а) доэвтектоидной; б) эвтектоидной; в) эаэвтектоидной (слева – схематическое изображение).

3. Методика определения содержания углерода в сталях.

Сначала необходимо рассмотреть шлиф доэвтектоидной стали под микроскопом и определить процентное содержание перлита на глаз. Принимают содержание углерода в феррите равным нулю, а в 100 % перлита – 0,8 % углерода. Например, в доэвтектоидной стали содержится 40 % перлита и 60 % феррита, тогда 100 % перлита содержит 0,8 % углерода, а 40 % перлита содержит Х % углерода. Отсюда

40 · 0,8

Х = ----------- = 0,32 % С

100

Контрольные вопросы

1. Какова микроструктура у доэвтектоидной стали?

2. От чего зависит твердость доэвтектоидной стали?

3. Сколько содержит процентов углерода сталь полностью состоящая из перлита?

4. Описать структуру заэвтектоидной стали.

5. Какая структура заэвтектоидной стали недопустима для обработки на станке и почему?

6. В чем отличие структур стали и серого чугуна?

7. Какова форма графита в высокопрочном и ковком чугунах?

8. Как получают высокопрочный чугун?

9. Как получают ковкий чугун?

10. Что такое перлит?

11. Что такое феррит?

12. Что такое цементит?

13. Что такое аустенит?

14. Что такое ледебурит?

15. Назвать виды структур сплавов.