6.Поняття критичної швидкості охолодження

Швидкість охолодження сталі при якій аустеніт не розпадається на ферито – цементитну суміш, а здатний перетворитись у мартенсит, носить назву критичної швидкості охолодження (гартування) Vкр.

7. Перлітне перетворення

Перлітне перетворення переохолодженого аустеніту носить кристалізаційний характер і розпочинається по дифузійному механізму. Це витікає з того, що аустеніт вуглецевої сталі практично однорідний по концентрації вуглецю, розпадається з утворенням фериту ( майже чисте залізо) і цементиту, який містить 6,67%С, тобто складається із фаз, які мають різку різницю по концентрації вуглецю. Основною, в першу чергу виникаючою, фазою при цьому є цементит. Як правило його зародки утворюються на границях зерен аустеніту.

В результаті росту частинок цього карбіду аустеніт, що примикає до нього, збіднюється вуглецем, знижує свою стійкість і шляхом поліморфного α в γ перетворення переходить у ферит. Це перетворення, як і люба перебудова кристалічної гратки, проходить зсувним шляхом. При цьому кристалики фериту зароджуються на між фазних границях з цементитом, де цей процес полегшується.

Подальше зростання феритних пластинок призводить до збагачення аустеніту вуглецем, що затрудняє подальший розвиток α в γ перетворення. У збагаченому таким чином вуглецем аустеніті зароджуються нові і ростуть раніше утворені пластинки цементиту. В результаті утворення і росту частинок карбідів знову створюються умови для виникнення нових і росту уже утворених кристаликів фериту. В результаті відбувається колоніальний (сильний) ріст кристаликів фериту і цементиту, які утворюють перлітну колонію. Розмір перлітних колоній і перлітних субколоній тим менше, чим дрібніше зерно вихідного аустеніту і більша ступінь його переохолодження.

Продукти перлітного перетворення мають пластинчасту будову. Чим більше переохолодження, тим тонкішою буде утворена ферито – цементитна структура, тобто менша величина міжпластинчастої відстані, яка дорівнює усередненій сумі товщин двох пластинок фериту і цементиту. При переохолодженні аустеніту до температур 700-600⁰C утворюється Ф – Ц суміш з між пластинчастою відстанню 0,6 – 1,0 мкм, в інтервалі температур 650-600⁰C переохолоджений аустеніт розпадається на Ф –Ц суміш у якої між пластинчаста відстань дорівнює 0,25 – 0,3 мкм, а в разі переохолодження аустеніту до температур 600-550⁰C він розпадається на Ф –Ц суміш, у якої відстань дорівнює 0,1 – 0,15 мкм. Ферито – цементитні суміші, які утворилися в різних температурних інтервалах, і які мають різні розміри, називаються відповідно перліт, сорбіт і троостит. Поділ Ф – Ц суміші на П, С, Т є чисто умовний і між ними немає чіткої границі, вони мають пластинчасту будову, відрізняються ступенем дисперсності, а відповідно і мають різні твердості, тимчасовий опір, межу плинності і витривалості. Твердість у П - 180 -250 НВ, С – 250 – 350 НВ, у Т – 350 – 450 НВ.

8. Перліт, сорбіт, тростит

Перліт, сорбіт і тростит — структури з однаковою природою (ферит + цементит), що відрізняються ступенем дисперсності фериту і цементиту.

Перліт (П) – це механічна суміш (евтектоїд) фериту і цементиту (Ф + Ц), що утворюється при повному розпаді аустеніту з вмістом 0,83% С.

Сорбіт — структурна складова сталей і чавунів, суміш цементиту і фериту, що, на відміну від перліту, має тоншу будову.

Утворюється в результаті розпаду аустеніту при температурах близько 650 °C. Між пластинами відстань в сорбіті становить 0,2 мкм (в перліті 0,5-1,0 мкм). Твердість, міцність і ударна в'язкість сорбіту вища, ніж у перліту. Іноді феритокарбідну суміш, що утворюється в результаті гартування і високого відпуску, називають сорбітом відпуску.

Твердість сорбіту, залежно від хімічного складу сталі і умов термічної обробки становить 20...45 HRC

Тростит — одна з структурних складових сталі і чавуну; є високодисперсною модифікацією перліту — евтектоїдною сумішшю фериту і цементиту. Утворюється в результаті розпаду аустеніту при температурах нижче 600 °С. Тростит, що утворюється при розпаді аустеніту в температурному інтервалі 400-500°C (тростит гартування) містить пластинчастий цементит або при відпуску при температурах 350-400 °C (тростит відпуску) містить зернистий цементит.

Міжпластиночна відстань у троститі гартування< 0,1 мкм. Твердість троститу вища, ніж перліту чи сорбіту. Під електронним мікроскопом спостерігається пластинчаста будова троститу з віялоподібним розташуванням пластинок; в оптичному мікроскопі спостерігаються темні ділянки троститу на фоні світлих полів мартенситу.