2.1.3.Доэвтектоидная сталь

Эти стали после окончания кристаллизации состоят из аустенита, который не претерпевает изменений вплоть до температур, соответствующих линии GS.

При охлаждении доэвтектоидной стали ниже линии GS происходит полиморфное превращение: А -> Ф. Суть этого превращения заключается в изменении типа кристаллической решетки: А (гцк) -»Ф (оцк).

При температуре 727 °С происходит эвтектоидное превращение:

А₈->Фр + Ц

Таким образом, при комнатной температуре структура доэвтектоидной стали состоит из двух структурных составляющих - феррита и перлита (рис. 36, в, г). Чем больше углерода в доэвтектоидной стали, тем меньше в ее структуре феррита.

Д оля феррита - 100 % в точке У и 0 % в точке S. Феррит зарождается как на границах аустенитных зерен, так и внутри них в виде равноосных или слегка вытянутых кристаллов с искривленными границами. После травления 1.. .5 %-м раствором HNO3 феррит - светлый, а перлит — темный.

2.1.4. Заэвтектоидные стали

При медленном охлаждении заэвтектоидной стали из аустенитной области ниже линии £5 из аустенита происходит выделение вторичного цементита в виде тонкой сетки по границам аустенитных зерен:

А-*.Ц,.

При переохлаждении аустенита до температур ниже 727 °С происходит эвтектоидный распад аустенита с образованием перлита:

А₅^Фр + Ц.

В результате в структуре заэвтектоидных сталей при комнатной температуре имеем две структурные составляющие: вторичный цементит (светлая сетка) и перлит (темные участки) (рис. 4). Чем больше углерода в заэвтектоидной стали, тем больше в ней вторичного цементита. Относительная доля вторичного цементита в заэвтектоидных сталях может изменяться в узких пределах: от 0 % до 20 %.

В связи с тем, что перлит присутствует как в доэвтектоидной, так и в заэвтектоидной стали, отличить при микроанализе одну сталь от другой можно только по избыточным выделениям: если в структуре находится феррит, то сталь доэвтектоидная, а если вторичный цементит, то сталь заэвтектоидная.

50 мкм

Рис. 4. Микроструктура заэвтектоидной стали

Сетка из вторичного цементита возвышается над более мягким перлитом. Вторичный цементит может выделяться из аустенита также в виде изолированных игл как по границам, так и внутри колоний перлита.

2.1.5. Металлографическое определение содержания углерода в отожженных сталях

Если углеродистая сталь хорошо отожжена, т.е. приведена в равновесное состояние, то микроструктурным анализом можно определить содержание в ней углерода.

Углерод в доэвтектоидной стали распределен между ферритом и перлитом. В феррите содержатся сотые доли процента углерода, которыми можно пренебречь и считать, что практически весь углерод в доэвтектоидной стали находится в перлите. В перлите содержится 0,8 % С. В доэвтектоидной стали на перлит приходится только часть сплава, и содержание углерода (в процентах по массе) пропорционально площади шлифа, занимаемой перлитом. Эта пропорция вытекает из примерного равенства плотностей феррита и перлита; в противном случае по микроструктуре можно было бы судить только об объемных соотношениях.