Классификация углеродистых сталей

(ЖЕЛЕЗО – ЦЕМЕНТИТ)

По линии ECF при 1147ºС происходит эвтектическое превращение: (А + Ц_I). Образующаяся эвтектика называется ледебуритом. Ледебурит (Л) - механическая смесь аустенита и цементита первичного, содержащая 4,3 % углерода.

По линии PSK при 727°С происходит эвтектоидное превращение:

Эвтектоидное превращение происходит аналогично кристаллизации эвтектики, но не из жидкости, а из твердого раствора. Образующийся эвтектоид называется перлитом. Перлит (П) - механическая смесь феррита и цементита, содержащая 0,8 % С.

В результате первичной кристаллизации во всех сплавах с содержанием углерода менее 2,14% (в сталях) образуется однофазная структура – аустенит. В сплавах с содержанием углерода более 2,14% (в чугунах) при первичной кристаллизации образуются аустенит (по линии АВС), цементит первичный (по линии СD) и ледебурит первичный, эвтектика (по линии ECF).

Вторичная кристаллизация (превращения в твердом состоянии) происходит по линиям GSE и PSK. Образование феррита из аустенита по линии GS происходит вследствие полиморфного превращения γ в α. Образование цементита вторичного из аустенита по линии SE происходит вследствие изменения растворимости углерода в аустените. При понижении температуры по линии ES растворимость углерода уменьшается и происходит выделение цементита.

По линии PQ уменьшается растворимость углерода в феррите с понижением температуры. От максимального значения в точке P (0,02%) до точки Q (0,006%) при комнатной температуре. Избыточный углерод в очень малых количествах выделяется из феррита в виде цементита третичного. Такую структуру имеет технически чистое железо.

В точке S при содержании углерода 0,8% и температуре 727°С весь аустенит превращается в механическую смесь феррита и цементита вторичного (перлит). Такое превращение происходит по всей линии PSK, поэтому ее называют линией перлитного превращения (эвтектоидная линия)

Анализируя линии и точки диаграммы состояния железо – углерод можно определить структурные составляющие сталей и чугунов при любом содержании в них углерода и при определенной температуре.

Таким образом, диаграмма состояния железо – углерод имеет большое практическое значение. Ее применяют для назначения режимов термической обработки сталей определенного состава, для назначения режимов горячей механической обработки, для прогнозирования свойств стали по ее структуре в соответствии с диаграммой состояния.

Вопросы для самопроверки к разделу 4

«Стали»

1. Какое содержание углерода может быть в сталях?

2. Что собой представляет структура аустенита? Каково содержание углерода в аустените?

3. Что собой представляет структура цементита?

4. Что собой представляет структура феррита? Каково содержание углерода в феррите?

5. Что собой представляет структура перлита? Каково содержание углерода в перлите?

6. Сколько углерода содержится в доэвтектоидных сталях?

7. Какое количество углерода содержится в заэвтектоидных сталях?

8. При каких температурах в структуре сталей может содержаться перлит?

9. Какой линии на диаграмме железо-углерод соответствует эвтектоидная линия?

10. Какой линии на диаграмме железо-углерод соответствует эвтектическая линия?

11. Как обозначается эвтектоидная точка? Какому содержанию углерода она соответствует?

12. Какому содержанию углерода соответствует эвтектическая точка? Как она обозначается?

13. Какие структурные составляющие образуются в сталях из аустенита при вторичной кристаллизации

14.

ЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ

Легированные стали – стали, в состав которых дополнительно вводятся химические элементы с целью получения или изменения свойств. Эти элементы называются легирующими элементами.