Структура сталей. Аустеніт отримав назву на честь англійського металурга W

Довідка

Аустеніт отримав назву на честь англійського металурга W. Roberts Austen (1843 – 1902 р.р.)

Цементит – хімічна сполука Fe₃C (карбід заліза). При концентрації вуглецю 6,67 % залізо вступає в хімічну реакцію і утворюється Fe₃C:

3Fe+C= Fe₃C.

Властивості: ферит – м’який і пластичний, цементит – твердий і крихкий.

Три фази сплаву заліза з вуглецем

Фаза	Позначення	Вміст С, %	Температура, °С	Структура
Ферит	Feα	0,025-0,006	727-кімн.	твердий розчин обмеженої розчинності
Аустеніт	Feγ	2,14-0,8	1147-727	твердий розчин обмеженої розчинності
Цементит	Fe3C	6,67	1260-кімн.	хімічна сполука

Залізовуглецеві сплавиіз вмістом вуглецю ≤ 2,14 % називаються сталями. Залізовуглецеві сплавиіз вмістом вуглецю > 2,14 % називаються чавунами.

Сталі залежно від вмісту вуглецю поділяються на:

· доевтектоїдні (С < 0,8 %);

· евтектоїді (С = 0,8 %);

· заевтектоїдні (С > 0,8 %).

Це ілюструє діаграма стану Fe-Fe₃C

Рисунок 3.1 – Діаграма стану Fe-Fe₃C

А – аустеніт (твердий розчин С в Fe_γ);

Л – ледебурит (механічна суміш аустеніту і цементиту первинного);

П – перліт (механічна суміш фериту і цементиту);

Ф - ферит (твердий розчин С в Fe_α);

Ц – цементит (карбід заліза Fe₃C).

Структура доевтектоїдної сталі при кімнатній температурі представляє ферит і перліт. При цьому чим більше в сталі вуглецю, тим більше перліту. На рис. 3.2 представлена мікроструктура доевтектоїдної сталі з різним відсотком вуглецю.

а б в

Рисунок 3.2 – Мікроструктура доевтектоїдних сталей:

а- сталь 20 (0,2 % С); б – сталь 40 (0,4 % С); в – сталь 60 (0,6 % С).

а б

Рисунок 3.3 – Мікроструктура сталі:

а – евтектоїдної У8 (0,8 % С); б – заевтектоїдної У10 (1,0 % С).

На рис. 3.3 а показана структура евтектоїдної сталі, що має структуру перліту, а на рис. 3.3 б – структура заевтектоїдної сталі, що складається із зерен перліту, по границях яких розміщена цементитна сітка.

З підвищенням концентрації вуглецю в сталі зменшується кількість м’якого фериту і зростає частка твердого і крихкого цементиту, який або входить до складу перліту, або існує самостійно у вигляді структурної складової (у випадку заевтектоїдної сталі). Це призводить до того, що з підвищенням вмісту вуглецю збільшується твердість і міцність сталі, але зменшується її пластичність.

Така закономірність спостерігається при підвищенні вмісту вуглецю до 0,8 %. Якщо вуглецю більше 0,8 %, то твердість сталі буде зростати, а міцність почне знижуватися, тому що більша кількість цементиту збільшує крихкість сталі.

Таким чином доевтектоїдні сталі мають достатньо високу пластичність, але невисоку твердість. Тому доевтектоїдні сталі застосовують для виготовлення деталей машин і металоконструкцій, де необхідне сполучення високої пластичності і високої міцності.

Заевтектоїдні сталі відрізняються високою твердістю і невисокою пластичністю, тому їх застосовують для виготовлення інструментів.

Дата добавления: 2014-01-07