содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

Металлография стали и чугуна

Согласно диаграмме состояния, показанной на рис. 3, в сплавах Fe—С при кристаллизации и последующем охлаждении в зависимости от содержания углерода формируются определенные структурные составляющие, которые и определяют свойства полученных сплавов. В зависимости от соотношения структурных составляющих стали и чугуны принято делить на ферритные, ферритоперлитные, перлито-ферритные, перлитные и аустенит-ные, стали могут быть также мартенситные. От наличия графита различают чугуны: серые, отбеленные (с графитом и небольшим количеством цементита) и белые, в которых полностью отсутствует графит. По форме графита чугуны могут быть с пластинчатым, вермикулярным и шаровндным графитом, а после термической обработки также с компактным графитом (ковкие чугуны).

Микроструктуры углеродистых сталей даны в ГОСТ 8233—56, а чугунов — в ГОСТ 3443—77 (рис. 4—10).
 

К числу равновесных структур относятся: аустенит — твердый раствор углерода в у-железе с содержанием углерода до 2 %; он получается при нагреве стали выше критических температур [выше точек Лсь Лс3, Аст и имеет следующие физические свойства: низкая твердость, немагнитный, пластичный, с высоким электрическим сопротивлением, при температурах деформации он более пластичен, чем феррит (рис. 5) (здесь и ниже свойства указываются при комнатной температуре)]; феррит — твердый раствор углерода в a-железе с содержанием углерода до 0,04 %; он получается при медленном охлаждении доэвтектоидной стали ниже точки Лс3 с выделением из аустенита и имеет следующие физические свойства: очень пластичный (6 = 50%; -ф == 80 %; Ов==250 МПа; от= 120 МПа); магнитный, с низкой твердостью (НВ 80—100) (рис. 5); цементит — химическое соединение железа с углеродом — карбид железа (Fe3C), он получается при быстром охлаждении жидкого и твердого растворов и имеет следующие физические свойства: хрупкий, магнитный ниже температуры 210°С, имеет очень высокую твердость НВ 745—760 (рис. 6); перлит (пластинчатый, зернистый) — эвтектоидная смесь цементита с ферритом; он образуется при распаде аустенита ниже температуры 727 °С и имеет следующие физические свойства: более твердый и прочный, чем феррит, но менее пластичный, магнитный (рис. 7, а, б); ледебурит — эвтектическая смесь аустенита и цементита (4,3 % С); он образуется при затвердевании жидкого сплава с содержанием более 2,14 %С при температуре ниже 1147°С и является хрупким материалом (рис. 8); графит (С) — выделение углерода из расплава в несвязанном виде в пластинчатой, вермикулярной, шаровидной формах (рис. 9,0—в); он образуется при затвердевании жидкого сплава с содержанием более 2,1 % С при температуре ниже 1153°С и имеет следующие физические свойства: непрочный, мягкий, с низкой пластичностью и теплопроводностью.

Характерной неравновесной структурой является мартенсит— пересыщенный твердый раствор углерода в ct-железе с искаженной кристаллической решеткой; он образуется при очень быстром охлаждении аустенита и имеет следующие физические свойства: хрупкий, с высокой твердостью и низкой теплопроводностью (рис. 10).

Для понимания происхождения внутренних напряжений в слитках и отливках необходимо иметь данные по объемным характеристикам структурных составляющих железоуглеродистых сплавов — коэффициентам расширения и удельным объемам (табл. 6).
 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..