Графическая зависимость фазового состава железо-углеродистых сплавов от температуры и концентрации углерода. Она относится к группе двойных сплавов, состоящих из двух компонентов: железа и карбида железа состава Fe-Fe3C
В таблице 1 указаны координаты характерных точек диаграммы согласно новейшим экспериментальным данным.
Железо, как компонент, проявляет свойства полиморфизма и в процессе охлаждения от жидкого состояния до комнатной температуры четыре раза меняет тип и параметры кристаллической решетки. В интервале температур от 1539 °С (температура плавления железа) и до 1392 °С оно имеет модификацию Feδ. У такого железа объемно центрированная кубическая решетка с параметром 0,293 нм.
От 1392 до 911 °С железо имеет модификацию γ, которая характеризуется гранецентрированной кубической решеткой с параметром 3,64 нм.
В интервале температур 911–768 °С железо вновь приобретает объемно-центрированную кубическую решетку, но с параметром 0,290 нм, получившую название β-железа. И, наконец, при температурах ниже 768 °С при сохранении прежнего типа кристаллической решетки (объемно-центрированный куб) параметр ее становится равным 0,288 нм. Такая модификация получила название α-железо.
При температурах свыше 768 °С железо не магнитное, а при температурах ниже 768 °С железо становится магнитным.
Чистое железо располагается на крайней левой ординате диаграммы состояния.
Другим компонентом диаграммы является карбид железа состава Fe3C, называемый цементитом. В соответствие с формулой он содержит (по последним данным) 6,69 % углерода (С). Поскольку в процессе нагрева цементит склонен к распаду, определить его температуру плавления довольно трудно. В большинстве литературных источников эта температура составляет примерно 1250 °С.
В системе железо-углеродистых сплавов цементит является самой твердой структурной составляющей, но вместе с тем и самой хрупкой. Твердость чистого цементита по Бринеллю составляет около 7840 МПа (800 кгс/мм2). В этом отношении цементит уступает по твердости только алмазу. Кристаллическая решетка цементита – сложная ромбическая. 
Фазами в диаграмме состояния Fe–Fe 3C могут быть жидкость, феррит, аустенит и цементит.
Феррит может быть двух типов: или высокотемпературный - твёрдый раствор внедрения углерода в δ-железо, или низкотемпературный – твёрдый раствор внедрения углерода в α-железо. Первый раствор получил название δ-фазы. На отечественных диаграммах он обычно обозначается греческой буквой δ. Предельная растворимость углерода в δ-железе составляет 0,1 % (точка Н).
Низкотемпературный феррит на отечественных диаграммах обычно обозначается прописной русской буквой Ф. Предельная растворимость углерода в таком феррите не превышает 0,02 %. Столь низкая растворимость объясняется тем, что в низкотемпературном феррите, имеющем объемно-центрированную кубическую решетку, наблюдаются очень малые размеры межатомных пор, поэтому углерод вынужден размещаться в дефектах типа вакансий и дислокаций. Эта фаза характеризуется низкой прочностью (σВ не превышает 300 МПа), но высокими показателями пластичности (δ=40 %, а ψ=70 %). Ударная вязкость низкотемпературного феррита составляет 2,5 МДж/м2, а твёрдость по Бринеллю 80-100 кгс/мм2.
Следующей фазой является аустенит – твёрдый раствор внедрения углерода в γ-железо. На отечественных диаграммах эта фаза обозначается прописной буквой А. Аустенит, имея гранецентрированную кубическую решетку, характеризуется гораздо большими размерами межатомных пор, что приводит к повышению предельной растворимости углерода. У аустенита она доходит до 2,14 % (точка Е). Аустенит так же, как и низкотемпературный феррит, является пластичной фазой, но он является более твёрдой фазой, чем феррит. При комнатных температурах твёрдость аустенита может доходить до НВ 160–220. Аустенит является парамагнитной фазой.
Наконец, следует отметить еще одну фазу – цементит. Обратите внимание, что цементит в железо-углеродистых сплавах может выступать и в роли компонента, и в роли фазы.
Любая линия диаграммы представляет собой границу предельного существования той или иной фазы в чистом виде. Образно говоря, любую линию диаграммы можно сравнить с государственной границей. Пересекли такую границу – по другую ее сторону совершенно другое население с совершенно другой конституцией. Точно так же происходит и со сплавами. Пересечение сплавом любой линии диаграммы в процессе его нагревания или охлаждения приводит к существенному изменению структуры и свойств этого сплава. Линия ABCD. Эта линия получила название линии ликвидус. Она указывает на то, что любой сплав, лежащий при температурах выше этой линии, находится полностью в жидком состоянии, представляя собой однородную жидкую фазу Линия AHJECF. Эта линия называется линией солидус и говорит о том, что любой сплав, лежащий ниже этой линии, находится полностью в твердом состоянии. Линия AHN. Эта линия является границей предельной растворимости углерода в δ-железе. Слева от этой линии находится область существования чистой δ-фазы Линия NJESG. Эта линия является границей предельной растворимости углерода в γ-железе. Внутренняя часть этой области является областью существования аустенита в чистом виде Линия QPG. Эта линия является границей предельной растворимости углерода в α-железе. Слева от этой линии находится область существования чистого низкотемпературного феррита Линия HJB. Эта линия является границей перитектической реакции, сущность которой заключается в том, что при пересечении сплавом в процессе его охлаждения этой линии δ-фаза взаимодействует с жидкой фазой, образуя аустенит Линия ECF. Эта линия является границей эвтектической реакции, сущность которой заключается в том, что при пересечении сплавом этой линии в процессе его охлаждения из жидкой фазы одновременно выделяются аустенит и цементит, образуя механическую смесь, называемую ледебуритом Линия PSK. Эта линия является границей эвтектоидной реакции, сущность которой заключается в том, что при пересечении сплавом в процессе его охлаждения из аустенита одновременно выделяются феррит и цементит, образуя механическую смесь, называемую перлитом
Линия ES. Эта линия является границей перенасыщения аустенита углеродом. При пересечении сплавом этой линии в процессе его охлаждения из аустенита выделяется вторичный цементит Линия PQ. Эта линия является границей перенасыщения феррита углеродом. При пересечении сплавом этой линии в процессе его охлаждения из феррита выделяется третичный цементит
Под структурным анализом диаграммы состояния сплавов подразумевается определение места расположения конкретных структурных составляющих на данной диаграмме. Удобнее всего это делать с помощью построения кривых охлаждения для конкретного сплава. При построении кривых охлаждения и определении структурных составляющих рекомендуется пользоваться рядом правил.
Правило для определения выделяющейся фазы. Оно читается следующим образом:
«Для определения выделяющейся фазы необходимо из точки пересечения заданного сплава с данной линией диаграммы провести в рассматриваемой области горизонтальную линию (коноду) до пересечения ее с первой попавшейся линией диаграммы; если конода будет пересекать вертикальную линию диаграммы, то будет выделяться та фаза, которая располагается на этой линии; если конода будет пересекать наклонную линию диаграммы, то будут выделяться кристаллы твердого раствора. При этом направление коноды укажет на компонент-растворитель».
Начнем анализ с правой части диаграммы состояния.
Проведем анализ сплава с концентрацией углерода 5,5 %.
Поскольку линия CD является частью линии ликвидус, стало быть выше этой линии находится однородная жидкость. В процессе охлаждения сплава в его точке пересечения с линией ликвидус (точка 1) из жидкости будет выделяться какая-то твердая фаза, которую можно определить, используя правило для определения выделяющейся фазы.
В рассматриваемой области (область, ограниченная линиями CDFC) проводим коноду из точки 1 до пересечения с первой попавшейся линией диаграммы. Такая конода пойдет только вправо и пересечет крайнюю правую ординату, на которой располагается цементит. Поэтому в точке 1 из жидкости начнут выделяться кристаллы первичного цементита. Это продукт первичной кристаллизации.
В интервале температур от точки 1 до точки 2 в сплаве будут находиться какое-то остаточное количество жидкости и продолжающие выделяться кристаллы цементита. При этом остающаяся жидкость в этом температурном интервале будет менять свой состав по линии 1С. Таким образом, при температуре 1147 °С (точка 2) жидкость принимает концентрацию точки С (4,3 % углерода). И точка С, и точка 2 находятся на границе эвтектической реакции. Поэтому при достижении сплавом температуры 1147 °С, а жидкости концентрации 4,3 % углерода, начнется эвтектическая реакция, смысл которой заключается в том, что из жидкости эвтектической концентрации (точка С) будут одновременно выделяться две фазы, образуя механическую смесь. Продукт такой реакции будет характеризоваться крайними точками границы этой эвтектической реакции (точки Е и F).
Левее точки Е находится аустенит, а точка F принадлежит крайней правой ординате, где находится цементит. Таким образом, в результате эвтектической реакции образуется механическая смесь, состоящая из аустенита и цементита. Такая смесь получила название высоко температурного ледебурита или ледебурита на аустенитной основе. На диаграмме она обозначается как Л(А).
В общем виде эвтектическая реакция записывается следующим образом:
ЖС → (АЕ + Ц)По завершению эвтектической реакции в структуре сплава будут находиться продукт этой реакции (ЛА) и первичный цементит. Такая структура в принципе будет сохраняться в интервале температур от точки 2 до точки 3, т.е. от 1147 до 727 °С. Однако следует иметь ввиду, что при охлаждении сплава в этом температурном интервале аустенит, входящий в состав ледебурита, будет менять свой состав по линии ES и при температуре 727 °С примет концентрацию точки S, т.е. 0,8 % С. И точка S, и температура 727 °С находятся на границе эвтектоидной реакции, сущность которой заключается в том, что из аустенита концентрации 0,8 % С одновременно начнут выделяться две фазы, образуя механическую смесь. Так же, как и в эвтектической реакции, продукт эвтектоидной реакции будет характеризоваться крайними точками последней реакции (точками Р и К).
Левее точки Р находится низкотемпературный феррит, а точка К принадлежит крайней правой ординате диаграммы, где располагается цементит. Таким образом, в результате эвтектоидной реакции будет образовываться механическая смесь, состоящая из феррита и цементита. Такая смесь получила название перлит.
В общем виде эвтектоидную реакцию можно записать так:
АS → (ФР + Ц)
Таким образом, при температуре 727 °С в результате эвтектоидной реакции ледебурит на аустенитной основе превращается в ледебурит на перлитной основе, а цементит, не принимавший участия ни в эвтектической, ни в эвтектоидной реакциях, как структурно свободная фаза, будет охлаждаться до более низких температур без каких-либо изменений. На диаграмме ледебурит на перлитной основе обозначается как Л(П).
Металлографически ледебурит на аустенитной основе отличается от ледебурита на перлитной основе тем, что у первого он имеет светлые сферические зерна, а у второго эти зерна темные.
При температурах ниже 727 °С сплав больше никаких линий диаграммы не пересекает, поэтому и никаких превращений происходить не будет. Окончательная структура такого сплава при комнатных температурах будет состоять из ледебурита на перлитной основе и первичного цементит
При температурах выше линии ВС, являющейся линией ликвидус, сплав находится полностью в жидком состоянии. При температуре, соответствующей точке 4 и лежащей на линии ликвидус, в процессе охлаждения сплава начнут выделяться кристаллы аустенита. В этом нетрудно убедиться, используя правило для определения выделяющейся фазы. Из точки 4 в рассматриваемой области JBCEJ проводим коноду до пересечения с первой попавшейся линией диаграммы. Такая конода пойдет только влево и пересечет линию JE, которая является наклонной, что указывает на выделение кристаллов твердого раствора. Направление же коноды в сторону γ-железа указывает, что оно будет являться растворителем. Иными словами, в точке 4 из жидкости начнут выделяться кристаллы твёрдого раствора углерода в γ-железе, а такой раствор называется аустенитом.
Выделение кристаллов аустенита будет идти в температурном интервале от точки 4 до точки 5, где в сплаве будет находиться остаточное количество жидкости плюс выделяющиеся кристаллы аустенита. При этом с понижением температуры состав остающейся жидкой фазы будет меняться по линии 4С и при температуре 1147 °С (точка 5) концентрация углерода в жидкой фазе будет составлять 4,3 %. При достижении сплавом указанной концентрации и температуры начнется эвтектическая реакция:
ЖС → (АЕ + Ц),
т.е. будет образовываться ледебурит на аустенитной основе.
По завершению эвтектической реакции в структуре сплава можно заметить продукт этой реакции – Л(А) - и структурно свободный аустенит, который выделился ранее и не принимал участия в реакции. Однако следует учесть, что по мере охлаждения сплава от 1147 до 727 °С (точка 6) состав структурно свободного аустенита будет меняться по линии ES. При температуре 1147 °С в аустените было 2,14 % С, а при температуре 727 °С концентрация углерода в аустените становится равной 0,8 %. Происходит перенасыщение аустенита углеродом. В результате перенасыщения из аустенита начинает выделяться избыточный углерод, который идет на формирование более высокоуглеродистой фазы, чем аустенит. Такой фазой будет являться цементит, в котором концентрация углерода составляет 6,69 %. Этот цементит является продуктом вторичной кристаллизации, т.к. он выделяется из аустенита, который, в свою очередь, выделился из жидкости. Поэтому он и получил название вторичного цементита.
Таким образом, в интервале температур 1147–727 °С в структуре сплава будет наблюдаться аустенит плюс ледебурит на аустенитной основе и плюс цементит вторичный.
При температуре 727 °С (точка 6) аустенит принимает концентрацию 0,8 % углерода (точка S). Начинается эвтектическая реакция, в результате которой структурно свободный аустенит и аустенит, входящий в состав высокотемпературного ледебурита, превращаются в перлит. Ранее же выделившийся вторичный цементит, не принимая никакого участия в эвтектической реакции, будет продолжать охлаждаться до более низких температур (вплоть до комнатной) без каких-либо видимых изменений.
Таким образом, при комнатной температуре структура сплава будет состоять из перлита, ледебурита на перлитной основе и цементита вторичного
В точке 7, лежащей на линии ликвидус, точно также, как и для точки 4 предыдущего сплава, из жидкости начнут выделяться кристаллы аустенита. Процесс выделения этих кристаллов будет идти в температурном интервале от точки 7 до точки 8. Поэтому в этом интервале в сплаве можно наблюдать остающуюся жидкость и продолжающие выделяться кристаллы аустенита. При пересечении сплавом линии солидус (точка 8) количество жидкой фазы станет равным нулю и ниже этой точки сплав будет находиться в однофазном состоянии. Структура его будет состоять только из зерен аустенита. Такое однофазное состояние будет наблюдаться в интервале температур от точки 8 до точки 9.
В точке 9 сплав пересекает новую линию диаграммы, что указывает на новые фазовые превращения. Известно, что при пересечении сплавом линии диаграммы из ранее существовавшей фазы будет выделяться новая фаза. Применим правило для определения выделяющейся фазы для точки 9. Для этой цели мы должны из точки 9 провести в рассматриваемой области коноду до пересечения с первой попавшейся линией диаграммы. В данном случае конода пойдет только вправо, а ближайшая линия, с которой она пересечется, это крайняя правая ордината диаграммы, на которой, как известно, располагается цементит.
Таким образом, при пересечении сплавом линии SE в точке 9, из аустенита начнут выделяться кристаллы цементита. Начинается вторичная кристаллизация с образованием вторичного цементита. Поскольку такой цементит образуется в результате перенасыщения аустенита углеродом, он будет выделяться с поверхности аустенитного зерна, образуя светлую сетку между зернами аустенита.
Процесс выделения вторичного цементита будет идти в интервале от точки 9 до точки 10 (727 °С). В этом температурном интервале мы вновь встречаемся с двухфазной структурой, состоящей из аустенита и вторичного цементита. При этом аустенит, охлаждаясь от точки 9 до точки 10, будет менять свой состав по линии 9S, и при температуре 727 °С начнется эвтектоидная реакция:
АS → (Ф + Ц),
в результате которой будет образовываться перлит. Это изотермический процесс, поэтому на кривой охлаждения появляется горизонтальная площадка.
По завершении эвтектоидной реакции можно будет наблюдать дальнейшее снижение температуры, но уже без каких-либо видимых структурных превращений, поскольку ниже 727 °С сплав больше никаких линий диаграммы пересекать не будет.
Таким образом, структура данного сплава при комнатной температуре будет состоять из перлита (продукта эвтектоидной реакции) и вторичного цементита, который, не принимая никакого участия в этой реакции, охлаждается как структурно свободная фаза до комнатной температуры
При пересечении сплавами линии ликвидус в точках 11, 15 и 18, из жидкости начнут выделяться кристаллы высокотемпературного феррита (δ-фазы). В этом легко можно убедиться, проведя из этих точек коноды до пересечения с линией диаграммы АН.
Для сплава с концентрацией углерода 0,08 % процесс выделения кристаллов δ-фазы будет идти в интервале температур от точки 11 до точки 12. При температуре, соответствующей точке 12, количество жидкой фазы будет равно нулю, поэтому в интервале температур от точки 12 до точки 13 сплав будет находиться в однофазном состоянии. Его структура будет состоять только из кристаллов δ-фазы.
В точке 13 сплав пересекает новую линию диаграммы (линию HN) и из высокотемпературного феррита начнут выделяться кристаллы, которые можно определить, используя правило для определения выделяющейся фазы. Из точки 13 проводим в области NHJN коноду до пересечения с линией JN, а за этой линией находится аустенит. Поэтому при температуре, соответствующей точке 13, из кристаллов высокотемпературного феррита начнут выделяться кристаллы аустенита. Этот процесс будет идти в интервале температур от точки 13 до точки 14. В точке 14 количество кристаллов δ-фазы станет равным нулю, поэтому при температурах, лежащих ниже этой точки, сплав вновь становится однофазным, но теперь его структура будет состоять только из одного аустенита
В сплаве с концентрацией углерода 0,12 % процесс выделения кристаллов δ-фазы будет идти в интервале температур от точки 15 до точки 16. При этом состав остающейся жидкости будет меняться по линии 15В, а состав выделяющейся фазы по линии 15Н. При температуре 1499 °С (точка 16) начнется перитектическая реакция, сущность которой заключается в том, что жидкость, взаимодействуя с ранее выделившимися кристаллами, образует новые кристаллы, определяемые точкой J. Под этой точкой находится аустенит.
Особенностью перитектической реакции для данного сплава является то, что здесь твердая фаза оказывается в избытке, поэтому по завершению реакции, сплав окажется двухфазным, состоящим из продукта реакции – аустенита и избыточных кристаллов высокотемпературного феррита.
В точке 17 количество кристаллов такого феррита становится равным нулю, поэтому ниже этой температуры сплав будет однофазным, состоящим только из кристаллов аустенита.
В сплаве с концентрацией углерода 0,35 % процесс выделения кристаллов δ-фазы будет идти в интервале температур от точки 18 до точки 19 (1499 °С). При температуре 1499 °С начнется перитектическая реакция. Она точно такая же, как и в предыдущем сплаве для точки 16. Однако здесь в избытке будет оставаться жидкая фаза, поэтому по завершению реакции в сплаве будет наблюдаться продукт реакции - аустенит и избыточное количество жидкости.
В точке 20 количество жидкости станет равным нулю, и ниже этой температуры в структуре сплава будут находиться только кристаллы аустенита.
На основании предыдущих анализов было установлено, что выше линии GS в структуре находится только аустенит. При температуре, соответствующей точке 21, из аустенита начнет выделяться новая твёрдая фаза. Чтобы определить выделяющуюся фазу, необходимо из точки 21 провести влево коноду до пересечения с линией PG. Эта линия наклонная, а конода направлена в сторону крайней левой ординаты, на которой при температурах ниже 911 °С находится железо модификации α. Таким образом, в точке 21 из аустенита начнут выделяться кристаллы твердого раствора углерода в α-железе, называемые низкотемпературным ферритом или α-фазой.
Процесс выделения α-фазы будет идти в интервале от точки 21 до точки 22. В точке 22 количество аустенита стает равным нулю, и ниже этой точки, вплоть до точки 23, сплав будет представлять однофазную структуру, состоящую только из зерен низкотемпературного феррита.
При температуре, соответствующей точке 23, из феррита начнут выделяться кристаллы новой фазы. Для определения этой фазы мы должны провести коноду вправо до пересечения ее с первой попавшейся линией диаграммы. Такой линией будет являться крайняя правая ордината, на которой находится цементит. Поэтому в точке 23 из феррита начнут выделяться кристаллы цементита. Однако следует заметить, что цементит здесь будет являться продуктом третичной кристаллизации, так как он выделяется из феррита, который, в свою очередь, выделился из аустенита, а сам аустенит выделился их жидкости. В связи с этим это цементит получил название третичного цементита.
Ниже точки 23 сплав больше никаких линий диаграммы не пересекает, поэтому никаких структурных превращений в сплаве больше происходить не будет. Таким образом, окончательная структура при комнатной температуре у этого сплава будет состоять из феррита и третичного цементита. Особенностью этой структуры является то, что третичного цементита в ней очень мало. Поэтому при металлографических исследованиях он проявляется в виде раздвоения границ ферритных зерен на отдельных их участках
При температуре, соответствующей точке 24, из аустенита начнут выделяться кристаллы феррита
Этот процесс будет идти в интервале от точки 24 до точки 25 (727 °С). При этом состав аустенита будет меняться по линии 24S. Т.е. при температуре 727 °С аустенит принимает эвтектоидную концентрацию (точка S) и начинается эвтектоидная реакция, в результате которой он превращается в перлит. Остаточный же феррит, не принимавший участия в реакции, как структурно свободная фаза будет охлаждаться до более низких температур без каких-либо видимых изменений. Таким образом, окончательная структура этого сплава при комнатной температуре будет состоять из продукта эвтектоидной реакции – перлита и структурно свободного феррита,
Он заключается в размещении на диаграмме фаз, участвующих в формировании структур  До границ эвтектической и эвтектоидной реакций фазовый и структурный анализы совпадают. Ниже этих реакций они различаются.
Рассмотрим область между границами эвтектической (1147 °С) и эвтектоидной (727 °С) реакций. В интервале концентраций углерода от 2,14 % до 4,3 % структура состоит из аустенита, ледебурита на аустенитной основе и вторичного цементита. Аустенит и цементит здесь являются фазами, а ледебурит на аустенитной основе представляет собой механическую смесь, состоящую из аустенита и цементита, однако и аустенит, и цементит у нас уже отмечены как фазы. Таким образом, кроме этих фаз в интервале концентраций углерода 2,14–4,3 % больше никаких других фаз не наблюдается.
При концентрации углерода 4,3 % в структуре сплава находится только ледебурит на аустенитной основе, но это аустенит и цементит, и никаких новых фаз не появилось. Наконец, в интервале концентраций углерода от 4,3 до 6,69 % в структуре находятся ледебурит на аустенитной основе и цементит первичный. Таким образом, между границами эвтектической и эвтектоидной реакций в сплавах находятся всего две фазы: аустенит и цементит. При этом следует отметить, что и цементит вторичный, и цементит первичный являются одной и той же фазой, содержащей 6,69 % углерода. Отличаются они друг от друга лишь процессом их появления.
Теперь рассмотрим область, лежащую ниже границы эвтектоидной реакции (727 °С).
В сплавах с концентрацией углерода от 0,02 % структура состоит из феррита и перлита. Но перлит представляет собой механическую смесь, состоящую из феррита и цементита. Поэтому в этом интервале концентраций находятся две фазы: феррит и цементит.
При концентрации углерода 0,8 % структура состоит только из перлита, а это феррит и цементит.
При концентрации углерода 0,8–2,14 % в структуре находятся перлит и цементит вторичный, т.е. здесь также находятся те же самые феррит и цементит.
При концентрации углерода 2,14–4,3 % структура состоит из перлита (феррит и цементит), ледебурита на перлитной основе (перлит и цементит, а перлит - это феррит и цементит) и цементита. Иными словами, в этом интервале концентраций также присутствуют только две фазы: феррит и цементит.
Наконец, в интервале концентраций свыше 4,3 % структура состоит из ледебурита на перлитной основе (феррит и цементит) и первичного цементита.
Таким образом, во всем интервале концентраций углерода от 0,02 до 6,69 % в железоуглеродистых сплавах присутствуют две фазы: феррит и цементит.
В соответствии с диаграммой состояния все железоуглеродистые сплавы можно разделить на две принципиальные группы: стали – сплавы с концентрацией углерода до 2,14 % и белые чугуны – с концентрацией углерода свыше 2,14 %.
В свою очередь, и стали, и чугуны в зависимости от концентрации углерода дополнительно делятся еще на три группы каждая.
Стали с концентрацией углерода 0,02–0,8 % получили название доэвтектоидных сталей. При комнатной температуре структура таких сталей состоит из феррита и перлита. Феррит является не травящейся фазой, поэтому при металлографических исследованиях он выглядит в виде светлых полигональных зерен. Перлит является двухфазной структурой, состоящей из феррита и цементита, имеющего вид пластин или мелких зерен сферической формы. При металлографических исследованиях он выглядит темным. Все эти стали относятся к конструкционным сталям, поскольку из них изготавливают самые разнообразные детали машин и металлоконструкции.
Стали с концентрацией углерода 0,8±0,1 % получили название эвтектоидных сталей. Структура их состоит преимущественно только из перлита. По назначению эти стали могут использоваться и как конструкционные, и как инструментальные.
Стали с концентрацией углерода свыше 0,8 % получили название заэвтектоидных сталей. В структуре этих сталей при комнатной температуре можно заметить перлит и на фоне этой темной структурной составляющей отчетливо просматривается светлая сетка цементита. Все заэвтектоидные стали являются инструментальными сталями.
Чугуны с концентрацией углерода до 4,3 % называются белыми доэвтектичекими чугунами. При комнатной температуре их структура состоит из перлита, ледебурита на перлитной основе и вторичного цементита. При этом перлит выглядит в виде темных довольно крупных зерен, имеющих преимущественно округлую форму. Ледебурит на перлитной основе выглядит в виде мелких темных сферических зерен. Между зернами перлита и скоплениями ледебурита можно заметить светлый ореол, который представляет собой вторичный цементит.
Чугуны с концентрацией углерода 4,3±0,1 % получили название эвтектических белых чугунов. Их структура при комнатной температуре состоит преимущественно из ледебурита на перлитной основе.
При концентрациях углерода свыше 4,3 % образуются заэвтектические белые чугуны, имеющие в своей структуре ледебурит на перлитной основе и первичный цементит. Последний выглядит в виде светлых игл.
См. также:
Дополнительные материалы:
|
