Эвтектоидная сталь

Рассмотрим формирование структуры эвтектоидной стали, используя диаграмму состояния системы железо – цементит (рис. 1),. Выше температуры 727°С эвтектоидная сталь состоит из зерен аустенита. При температуре линии PSK происходит эвтектоидное превращение по реакции

A_S ® Ф_Р + Ц,

в результате которой образуется эвтектоид, состоящий из смеси феррита с содержанием 0,02 % С и цементита. Эвтектоидное превращение идет при постоянных температуре и составе фаз. Так как после травления поверхность шлифа приобретает перламутровый оттенок, ферритоцементитный эвтектоид называют перлитом. Доля цементита в эвтектоидной смеси по правилу рычага составляет 12 %.

Эвтектоид зарождается на границах зерен аустенита в виде колоний с пластинчатым строением. Пластины феррита (более широкие) и цементита (более узкие) растут вглубь аустенитного зерна совместно. По окончании полного распада аустенита в эвтектоидной стали образуются перлитные колонии различной ориентации (рис. 2а). Цементит тверже феррита, растворяется в реактиве при травлении слабее, чем феррит. На микрошлифе цементит выступает над ферритом и отбрасывает на себя тень. Она создает впечатление темных полосок, расположенных в светлой основе феррита. Цементит в зависимости от вида обработки стали может выделятся в пластинчатой или зернистой форме. В зернистом перлите цементит выявляется в виде светлых зерен, окруженных темной полоской, распределенных в феррите (рис. 2б). Сталь с такой структурой перлита отличается лучшей пластичностью и обрабатываемостью резанием.

При температуре ниже 727°С в эвтектоидной стали происходит выделение цементита из феррита из-за уменьшения растворимости углерода по линии РQ (см. рис. 1). Такой цементит называют третичным, в отличие от первичного цементита, кристаллизующегося из расплава по линии СD, и вторичного цементита, выделяющегося по линии ЕS.

Максимальное количество (доля) третичного цементита составляет всего около 0,3 %, поэтому в структуре всех сталей он не виден. При комнатной температуре эвтектоидная сталь состоит из одной структурной составляющей – перлита.

б

а

б

ф

10 мкм

Рис. 2. Микроструктура эвтектоидной стали:

а - пластинчатый перлит; б - зернистый перлит

Дата добавления: 2015-05-06