какое содержание углерода в эвтектоидной стали
Стали доэвтектоидные, эвтектоидные и заэвтектоидные,
Их структура
Структура сталей формируется в результате перекристаллизации аустенита. Микроструктуры сталей представлены на рис. 3.1.
Рис. 3.1. Микроструктуры сталей: а – доэвтектоидная сталь ; б – эвтектоидная сталь (пластинчатый перлит); в – эвтектоидная сталь (зернистый перлит); г – заэвтектоидная сталь .
По содержанию углерода и по структуре стали подразделяются на:
Контрольные вопросы
1. Дайте определение ковкого чугуна.
2. Назовите область применения ковких чугунов.
3. Как маркируются ковкие чугуны?
Высокопрочный чугун
Высокопрочный чугун с шаровидным графитом.
Высокопрочные чугуны могут иметь ферритную (ВЧ 35), феррито-перлитную (ВЧ45) и перлитную (ВЧ 80) металлическую основу. Получают эти чугуны из серых, в результате модифицирования магнием или церием (добавляется 0,03…0,07% от массы отливки). По сравнению с серыми чугунами, механические свойства повышаются, это вызвано отсутствием неравномерности в распределении напряжений из-за шаровидной формы графита.
Высокопрочные чугуны обладают высоким пределом текучести, достаточно высокой ударной вязкостью и усталостной прочностью. Из-за высокого модуля упругости достаточно высокая обрабатываемость резанием. Обладают удовлетворительной свариваемостью. Литейные напряжения в отливках несколько выше, чем для серого чугуна.
Высокопрочные чугуны содержат: углерода – 3,2…3,8 %, кремния – 1,9…2,6 %, марганца – 0,6…0,8 %, фосфора – до 0,12 %, серы – до 0,3 %.
Отливки коленчатых валов массой до 2..3 т, взамен кованых валов из стали, обладают более высокой циклической вязкостью, малочувствительны к внешним концентраторам напряжения, обладают лучшими антифрикционными свойствами и значительно дешевле.
Обозначаются индексом ВЧ (высокопрочный чугун) и числом, которое показывает значение предела прочности, умноженное на ВЧ 100.
Контрольные вопросы
1. Назовите классификацию высокопрочных чугунов.
2. Назовите область применения высокопрочных чугунов.
3. Как маркируются высокопрочные чугуны?
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Какое содержание углерода имеет эвтектоидная сталь
Доэвтектоидные и эвтектоидные стали
Стали, содержащие от 0,025 до 0,8% углерода, называются доэвтектоидными.
Структура этих сталей состоит из феррита (светлый фон) и перлита (темные зерна). Количество перлита увеличивается, а феррита уменьшается пропорционально увеличению содержания углерода (рис.5) в соответствие с диаграммой состояния (рис.1).
а | б | в |
Феррит + перлит – a + (a+Fe3C) — 0,2-0,3% С | Перлит + феррит – (a+Fe3C)+ a — 0,4-0,5 % С | Перлит + феррит – (a+Fe3C) + a 0,5-0,7% С |
Рис.5. Микроструктура доэвтектоидных сталей:
а – сталь 20, б – сталь 45, в – сталь 60
Поэтому, считая, что феррит углерод практически не растворяет, а наличие в структуре 100% перлита соответствует 0,81% С, можно найти содержание углерода в любой доэвтэктоидной стали, определив с помощью микроскопа количественное соотношениемежду структурными составляющими и решая затем простую пропорцию.
где А — количество перлита встали, определенное визуально с помощью микроскопа.
При содержании 0,8% С сталь называется эвтектоидной и состоит из одного перлита.
Твердость и предел прочности эвтектоидной стали выше, чем доэвтектидной, а пластичность ниже.
Заэвтектоидные стали
Стали с содержанием углерода от 0,81 до 2% называются заэвтектоидными, ихструктурасостоит из перлита и вторичного цементита.
Цементит — самая хрупкая и твердая (НВ>800) структурная составляющая. Пластичность цементита ничтожно мала и практически равна нулю, что, вероятно, является следствием сложного строения его кристаллической решетки. Кристаллическая структура цементита очень сложна. Есть много различных способов ее изображения, один из наиболее удачных показан на рис. 6.
Цементитная сетка в структуре стали снижает ее пластичность, а твердость — увеличивает. Поэтому с возрастанием количества вторичного цементита пропорционально увеличению концентрации в ней углерода твердость ее повышается, а пластичность падает.
Рис. 6. Кристаллическая структура цементита
Цементит содержит 6,67% углерода, является самой хрупкой и твердой (НВ до 800) структурной составляющей железоуглеродистых сплавов.
В заэвтектоидной стали вторичный цементит обычно расположен в виде светлой сетки или светлых зерен (цепочки) по границам перлитных зерен или в виде игл (рис.7).
Рис.7. Микроструктура заэвтектоидной стали У12 — 1,2 % С
(перлит + цементит вторичный)
а – цементит вторичный зернистый; б – в виде сетки по границам зерен
В сталях, содержащих углерод несколько меньше 0,81%, в виде сетки по границам зерен перлита может также выделиться феррит. При обычном травлении 4%-ным раствором азотной кислоты эта сетка также получается светлой. Для выяснения, является эта сетка ферритной или цементитной, микрошлиф подвергают травлению пикратом натрия.
Если сетка после травления осталась светлой, то это феррит и, следовательно, сталь является доэвтектоидной; если сетка потемнеет, то это цементит, и сталь является заэвтектоидной.
Вторичный цементит в заэвтектоидиой стали занимает незначительную по величине площадь, определить которую на глаз затруднительно. Поэтому методом, которым определяют содержание углерода в доэвтектоидных сталях, для заэвтектоидных — не пользуются.
Выделение вторичного цементита по границам зерен аустенита и цементита перлита в виде пластинок нежелательно, так как такая структура обладает повышенной хрупкостью, плохо обрабатывается резанием и после окончательной термической обработки готовые детали (инструмент) будут иметь пониженные механические свойства, главным образом малую пластичность и ударную вязкость. Поэтому стремятся получать цементит в виде мелких зерен округлой формы (шарики). Структура зернистого перлита является исходной структурой для инструментальных сталей (рис.4).
Таким образом, свойства стали после медленного охлаждения определяются свойствами ее структурных составляющих и их количественным соотношением. Структура же стали состоит из перлита с избыточным или ферритом, или цементитом, в зависимости от количества в ней углерода. Следовательно, именно содержание углерода в стали определяет ее механические и технологические свойства — прочность, твердость, пластичность, вязкость.
Количество цементита в структуре стали возрастает прямо пропорционально содержанию углерода, а как указывалось выше, твердость цементита НВ>800 (8000-8500 МПа) на порядок больше твердости феррита НВ 45-80 (450-800 МПа). Кроме того, частицы цементита повышают сопротивление движению дислокаций, т.е. повышают сопротивление деформации, уменьшают пластичность и вязкость. Вследствие этого с увеличением в стали содержания углерода до 1,0% возрастают твердость, прочность, предел текучести и понижаются показатели пластичности (относительное удлинение и сужение) и ударная вязкость (рис.6).
При содержании углерода свыше 1,0-1,1% твердость стали в отожженном состоянии возрастает, а прочность уменьшается из-за наличия вторичного цементита, образующего сплошную сетку и вызывающего хрупкое преждевременное разрушение.
С увеличением содержания углерода меняется структура стали, увеличивается количество цементита и уменьшается количество феррита. Это приводит соответственно к изменению свойств стали.
Pиc. 8. Влияние углерода на механические свойства стали
Чем больше углерода в стали, тем выше твердость и прочность, но ниже пластичность (рис.8).
Механические свойства стали зависят также от формы и размеров феррито-цементитной смеси.
Чем дисперсней (тоньше) частички феррито-цементитной смеси, тем выше твердость и прочность стали.
Зернистая форма цементита по сравнению с пластинчатой при одинаковой твердости обладает более высокой пластичностью и ударной вязкостью.
С повышением содержания углерода в стали:
— снижается свариваемость, углерод способствует также образованию трещин и пор в процессе сварки в сварном шве,
— до некоторого содержания углерода (0,3-0,5%) улучшается обрабатываемость резанием.
Далее с повышением содержания углерода:
— ввиду высокой твердости стали, обрабатываемость резанием ухудшается;
— повышается порог хладноломкости стали;
— усиливается чувствительность стали к дисперсному старению и к старению после холодной пластической деформации;
— понижается устойчивость стали против коррозии в атмосферных условиях, в речной и морской воде.
Механические свойства конструкционной качественной углеродистой стали в нормализованном состоянии приведены в табл. 1.
Механические свойства конструкционной качественной углеродистой стали в нормализованном состоянии (не менее)
Доэвтектоидные стали
Отжиг первого рода (І-го рода)
Отжиг І рода – термическая операция, состоящая в нагреве металла в неустойчивом состоянии, полученном предшествующими обработками, для приведения металла в более устойчивое состояние. Этот вид отжига может включать в себя процессы гомогенизации, рекристаллизации, снижения твердости и снятия остаточных напряжений. Особенность этого вида отжига в том, что указанные процессы протекают независимо от того происходят ли фазовые превращения при термообработке или нет. Различают гомогенизационный (диффузионный), рекристаллизационный отжиг и отжиг, уменьшающий напряжения и снижающий твердость.
Гомогенизационный отжиг
Гомогенизационный отжиг – это термическая обработка, при которой главным процессом является устранение последствий дендритной и внутрикристаллитной ликвации в слитках сталей. Ликвация повышает склонность стали, обрабатываемой давлением, к хрупкости, анизотропии свойств и таким дефектам, как шиферность (слоистый излом) и флокены. Устранение ликвации достигается за счет диффузионных процессов. Для обеспечения высокой скорости диффузии сталь нагревают до высоких (1000–1200 °С) температур в аустенитной области. При этих температурах делается длительная (10–20 час.) выдержка и медленное охлаждение с печью. Диффузионные процессы наиболее активно протекают в начале выдержки. Поэтому во избежание большого количества окалины, охлаждение с печью обычно проводят до температуры 800 — 820°С, а далее на воздухе. При гомогенизационном отжиге вырастает крупное аустенитное зерно. Избавиться от этого нежелательного явления можно последующей обработкой давлением или термической обработкой с полной перекристаллизацией сплава. Выравнивание состава стали при гомогенизационном отжиге положительно сказывается на механических свойствах, особенно пластичности.
Рекристаллизационный отжиг стали
Рекристаллизационный отжиг, применяемый для сталей после холодной обработки давлением, – это термическая обработка деформированного металла или сплава. Может применять как окончательная, так и промежуточная операция между операциями холодного деформирования. Главным процессом этого вида отжига являются возврат и рекристаллизация соответственно. Возвратом называют все изменения в тонкой структуре, которые не сопровождаются изменениями микроструктуры деформированного металла (размер и форма зерен не изменяется). Возврат сталей происходит при относительно низких (300–400°С) температурах. При этом процессе наблюдается восстановление искажений кристаллической решетки.
Рекристаллизацией называют зарождение и рост новых зерен с меньшим количеством дефектов кристаллического строения. В результате рекристаллизации образуются совершенно новые, чаще всего равноосные кристаллы. Между температурным порогом рекристаллизации и температурой плавления имеется простое соотношение: ТР ≈ (0,3–0,4)ТПЛ., что составляет для углеродистых сталей 670–700°С.
Отжиг для снятия напряжений
Отжиг для снятия напряжений – это термическая обработка, при которой главным процессом является полная или частичная релаксация остаточных напряжений. Такие напряжения возникают при обработке давлением или резанием, литье, сварке, шлифовании и других технологических процессах. Внутренние напряжения сохраняются в деталях после окончания технологического процесса и называются остаточными. Избавиться от нежелательных напряжений можно путем нагрева сталей от 150 до 650°С в зависимости от марки стали и способа предыдущей обработки.
Высокий отжиг стали
Эта операция часто называется высоким отпуском. После горячей пластической деформации сталь имеет мелкое зерно и удовлетворительную микроструктуру. Такое состояние сталь получает при ускоренном охлаждении после пластической деформации. Однако в структуре могут быть составляющие: мартенсит, бейнит, троостит и т. д. Твердость металла при этом может быть достаточна высока. Для повышения пластичности и соответственно снижения твердости делается высокий отжиг. Его температура ниже критической Ас1 и зависит от требований к металлу для следующей операции обработки.
Структура углеродистых сталей
Сталями называется сплавы железа с углеродом, содержащие от 0,02 % до 2,14 % углерода. При содержании углерода до 0,006 % сплавы однофазные и имеют структуру феррита, например, электролитическое железо.
Сплавы, содержащие от 0,006 % до 0,02 % углерода называются техническим железом (рисунок 4.7).
Увеличение содержания углерода вследствие его незначительной растворимости в феррите вызывает появление второй фазы — цементита третичного. При содержании углерода до 0,025 % структурно свободный цементит выделяется, главным образом, по границам зерен феррита. Это существенно понижает пластичность и вязкость стали, особенно, если цементит распола-
гается цепочками или образует сетку вокруг зерен феррита.
При увеличении содержания углерода выше 0,025 % в структуре стали образуется перлит; одновременно еще до 0,10 — 0,15 % С в стали появляются включения структурно свободного (третичного) цементита. С дальнейшим повышением содержания углерода третичный цементит входит в состав перлита.
За превращениями, протекающими в сталях в процессе их нагрева и охлаждения, можно проследить, пользуясь левой частью диаграммы состояния (рисунок 4.6).
По микроструктуре стали делятся на доэвтектоидные, эвтектоидные и заэвтектоидные (рисунки 4.8, 4.9, 4.10). Стали с содержанием углерода от 0,02 до 0,8 % называют доэвтектоидными; с содержанием 0,8 % углерода – эвтектоидными; с содержанием от 0,8 % до 2,14 % – заэвтектоидными.
Как следует из диаграммы Fe-Fe3C, при комнатной температуре в равновесном состоянии микроструктура доэвтектоидной стали состоит из феррита и перлита (рисунок 4.8). Количественное соотношение между структурными составляющими (Ф и П) в доэвтектоидных сталях определяется содержанием углерода. Чем ближе содержание углерода к эвтектоидной концентрации, тем больше в структуре перлита.
Микроструктура эвтектоидной стали (0,8 % С) состоит только из перлита (рисунок 4.9). Образуется из аустенита при охлаждении стали У8 (линия PSK). Строение перлита вследствие его значительной дисперсности (мелкозернистости) может быть детально различимо только при сравнительно больших увеличениях (×600).
Микроструктура заэвтектоидной стали (рисунок 4.10) состоит из перлита и вторичного цементита. Образуется у стали У9-У13 из аустенита при охлаждении. Сетка цементита начинает образовываться на линии ES, перлит – на линии PSK. Максимальное количество структурно свободного цементита (
20 %) будет в сплаве с содержанием углерода 2,14 %.
также светлую окраску, необходимо шлиф, протравленный 4 %-ным раство-
ром азотной кислоты, заново перешлифовать, переполировать и заново про-
травить раствором пикрата натрия, который окрашивает цементит в темный
По микроструктуре доэвтектоидной стали можно приблизительно определить содержание в ней углерода, для чего нужно ориентировочно определить площадь (в процентах), занимаемую перлитом, в связи с тем, что в феррите растворено очень небольшое количество углерода, практически можно считать, что в доэвтектоидной стали весь углерод находится в перлите.
где С – концентрация углерода в сплаве, в процентах;
П S — видимая часть площади микроструктуры, занимаемая перлитом
По количественному соотношению перлита и феррита, согласно ГОСТ 8233-56 Сталь. Эталоны микроструктуры, ферритно-перлитные структуры классифицируются по десятибальной шкале (таблица 4.1). Оценка производится визуально при 100-кратном увеличении по средней площади, занимаемой перлитом на микрошлифе.
Зависимость механических свойств углеродистых сталей от
Содержания углерода
Изменение содержания углерода вызывает изменения в структуре стали, что, в свою очередь, оказывает определяющее влияние на свойства стали.
В соответствии с диаграммой состояния структура стали в равновесном состоянии представляет собой смесь феррита и цементита, причем количество цементита увеличивается пропорционально содержанию углерода. Феррит малопрочен и пластичен, цементит твёрд и хрупок. Поэтому увеличение цементита приводит к повышению твердости, прочности и снижению пластичности.
оказывает вторичный цементит, образующий хрупкий каркас вокруг зерен
перлита. Под нагрузкой этот каркас преждевременно разрушается, вызывая
снижение прочности, пластичности. Из-за этого заэвтектоидные стали при-
меняют после специального отжига со структурой зернистого перлита, отли-
чающегося от пластинчатого перлита меньшей твердостью и большей пла-
Углерод изменяет технологические свойства стали: обрабатываемость резанием, давлением, свариваемость. Увеличение содержания углерода ведет к снижению обрабатываемости резанием. Лучшей обрабатываемостью резанием обладают стали с содержанием 0,3 — 0,4 % С.
С увеличением содержания углерода снижается технологическая пластичность – способность деформироваться в горячем и, особенно, в холодном состоянии. Для сложной холодной штамповки содержание углерода ограничивается 0,1 %.
Углерод затрудняет свариваемость сталей. Хорошей свариваемостью обладают низкоуглеродистые стали. Для иллюстрации на рисунке 4.11 приведен график зависимости механических свойств стали от содержания углерода.
Классификация и маркировка углеродистых сталей
Углеродистые стали подразделяют на низкоуглеродистые до 0,25 % C, среднеуглеродистые (0,3 — 0,6 % C), высокоуглеродистые (более 0,6 % С). По применению углеродистые стали подразделяются на конструкционные и инструментальные. Конструкционные стали классифицируют на стали обык-
новенного качества и качественные.
Конструкционная углеродистая сталь обыкновенного качества обозначается буквами Ст, после которых стоит цифра от 0 до 6, обозначающая но-
мер марки стали (с увеличением номера возрастает содержание углерода),
например: Ст1, Ст2, …, Ст6. Чем больше номер, тем выше прочность и твер-
дость, но ниже пластичность (таблица 4.2). Наиболее пластичные и наименее
твердые — Ст0, Ст1, Ст2 — идут на изготовление кровельных листов, крепеж-
ных изделий; наиболее твердая и прочная сталь этой группы — Ст6 применя-
ется, например, в производстве рельсов, рессор. Стали обыкновенного каче-
ства выпускают в виде проката (прутки, балки, листы, уголки, швеллеры и
Углеродистые качественные стали характеризуются более низким, чем у сталей обыкновенного качества содержанием вредных примесей и неме-
Качественную сталь маркируют двузначным числом, обозначающим среднее содержание углерода в сотых долях процента. Низкоуглеродистую сталь марок 08, 10, 15, 20, 25 применяют для изготовления метизов и деталей, от которых не требуется высокой прочности. Среднеуглеродистые стали 30, 35, …, 55 отличаются большей прочностью, меньшей пластичностью, чем низкоуглеродистые. Высокоуглеродистые стали марок 60, 65, …, 85 имеют большую твердость и прочность и применяются для изготовления ответст-
Качественные инструментальные стали маркируют буквой У и цифрой, указывающей на содержание углерода в десятых долях процента: У7, У8 и т.д. Высококачественные инструментальные стали маркируют так же, как и
качественные, но в конце марки ставят букву А: У7А, У8А — У12А.
Порядок выполнения работы
4.8.1 Изучите по диаграмме состояния Fe – Fe3C превращения, проис-
ходящие в железоуглеродистых сплавах при охлаждении.
4.8.2 Ознакомьтесь со структурными составляющими железоуглероди-
стых сплавов. Найдите на диаграмме состояния области существования этих
4.8.3 Получите у лаборанта микрошлифы образцов различных сталей. С помощью металлографического микроскопа изучите структурные
составляющие железоуглеродистых сплавов. Определите вид сплава: сталь
(доэвтектоидная, эвтектоидная, заэвтектоидная).
4.8.4 Зарисуйте все просмотренные структуры с указанием фазовых и
структурных составляющих. Микроструктуры зарисовать в квадратах разме-
ром 50 × 50 мм. Основное при зарисовке микроструктуры – уловить харак-
терные особенности микроструктуры и передать их на рисунке. Нет надобно-
сти передавать на рисунке фотографически точное изображение. Фазы и
структурные составляющие указывать стрелками, на полях писать их наиме-
Содержание отчета
4.9.2 Краткое описание структурных составляющих железоуглероди-
4.9.3 Рисунок диаграммы состояния Fe – Fe3C.
4.9.4 Схемы и описание микроструктуры сталей и чугунов.
4.9.5 Выводы по работе. В выводах указывается влияние содержания
углерода на структуру и механические свойства; влияние формы графитовых
включений и структуры металлической основы на свойства чугунов.
4.10 Контрольные вопросы
4.10.1 Какие железоуглеродистые сплавы относятся к техническому
4.10.2 Каковы фазовые и структурные составляющие системы Fe-C?
Характеристика структурных составляющих.
4.10.3 Какая из структур железоуглеродистых сплавов является меха-
нической смесью феррита и цементита?
4.10.5 Как классифицируют по структуре стали и чугуны?
Приложение А
Приобретение навыков работы с диаграммой состояния железо-углерод
Сплав содержит 0,7 % углерода. Заданная температура 600 °С.
Номера темпе- ратурных интервалов | Температурные границы интер- валов, °С | Концентрация углерода в фазовых состояниях, % | Струк- тур- ный состав | Вариантность системы |
верхние границы | нижние границы | наименование фазы | на верх- ней гра- нице тем- пера- турного интервала | на ниж- ней гра- нице тем- пера- турного интервала |
Ж А | 0,7 0,2 | 2,25 0,7 | Ж+А | |
А | 0,7 | 0,7 | А | |
А Ф | 0,7 0,016 | 0,8 0,02 | А+Ф | |
Ф А Fe3С | 0,8 0,02 6,67 | 0,8 0,02 6,67 | А+Ф+ П | |
Ф Fe3С | 0,02 6,67 | 0,01 6,67 | Ф+П | |
Ж — жидкость, А — аустенит, Ф — феррит, П — перлит, Fe3С — цементит |
Лабораторная работа № 5
Упражнения по диаграмме железо-углерод *)
Цель работы
Приобретение навыков работы с диаграммами состояния на примере
Общие сведения
Диаграммы состояния представляют собой графическое изображение состояния сплавов. Свойства сплавов определяются, прежде всего, составом фаз и их количественным соотношением. Сведения о составе и соотношении фазовых составляющих можно получить, анализируя диаграмму состояния. Зная диаграмму состояния, можно представить полную картину кри-
сталлизации любого сплава, формирования его структуры. Диаграмма со-
стояния позволяет оценить свойства сплавов, найти оптимальные параметры
таких технологических процессов как литье, термическая и химико-
термическая обработка, сделать заключение о возможности обработки давле-
Порядок выполнения работы
5.3.1 Получите у преподавателя задание на выполнение работы (на пер-
вом этапе — концентрацию углерода в сплаве, на втором – температуру спла-
5.3.2 Опишите процесс кристаллизации сплава заданного состава (этап
первый). В процессе работы заполните таблицу 5.1.
Таблица 5.1 – Фазовый и структурный состав сплава в температурных
Номера темпе- ратурных интервалов | Температурные границы интер- валов, °С | Концентрация углерода в фазовых состояниях, % | Струк- тур- ный состав | Вариантность системы |
верхние границы | нижние границы | наименование фазы | на верх- ней гра- нице тем- пера- турного интервала | на ниж- ней гра- нице тем- пера- турного интервала |
Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? — задался я вопросом…
Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем…
ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между…
Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот…
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
Отжиг второго рода (ΙΙ-го рода)
Отжиг ΙΙ рода основан на использовании фазовых превращений сплавов и состоит в нагреве выше температуры превращения с последующим медленным охлаждением для получения устойчивого структурного состояния сплавов.
Полный отжиг
Полный отжиг производится для доэвтектоидных сталей. Для этого стальную деталь нагревают выше критической точки А3 на 30–50°С и после прогрева проводят медленное охлаждение. Как правило, детали охлаждают вместе с печью со скоростью 30–100°С/час. Структура доэвтектоидной стали после отжига состоит из избыточного феррита и перлита.
Чтение диаграммы железо-углерод
Состав сплава с данным исходным содержанием углерода при заданной температуре мы можем увидеть, двигаясь по вертикальной линии, соответствующей содержанию углерода в сплаве.
Рассмотрим, например, область AEC. С ней соседствуют области аустенита AESG и жидкой фазы. Сплавы в ней состоят из жидкой фазы и образующегося твердого аустенита. Как определить концентрацию углерода в разных фазах для данного сплава? Рассмотрим для примера сплав с исходной концентрацией углерода 2,5% при температуре 1250°С.
Проведем из этой точки графика «2,5% C – 1250°С» горизонтальную прямую. Пересечение этой прямой с линией AE, граничащей с областью аустенита, покажет концентрацию углерода в аустените при данной температуре (
Пересечение этой же горизонтальной прямой с линией AС, граничащей с областью жидкой фазы, покажет концентрацию углерода в жидкой фазе при данной температуре (
Именно таким образом мы можем определить концентрацию углерода в фазах любого сплава при заданной температуре:
Как видим, при концентрации углерода выше 2,14% насыщение охлаждаемого расплава углеродом всегда стремится к 4,3% (по линиям AC и DC) по мере приближения к температуре 1147°С (уровень ECF). Далее происходит превращение жидкости в ледебурит (эвтектику). Естественно, с этим же средним содержанием углерода.
По мере приближения к температуре 727°С (уровень PSK) концентрация углерода в аустените («свободном» и/или входящем в состав ледебурита) стремится к 0,8% (по линиям GS и ES). Далее происходит превращение аустенита в перлит (эвтектоид). Перлит, конечно, имеет среднее содержанием углерода 0,8%.
Классификация железоуглеродистых сплавов
Классификация железоуглеродистых сплавов в зависимости от концентрации углерода в сплаве: