Практикум / Э. Г. Бабенко [и др.]. Хабаровск : Изд-во двгупс

53
 
9. МИКРОСТРУКТУРА УГЛЕРОДИСТЫХ И ЛЕГИРОВАННЫХ 
         СТАЛЕЙ В РАВНОВЕСНОМ СОСТОЯНИИ 
 
Цель  работы:  исследовать  микроструктуру  углеродистых  и  легиро-
ванных сталей в равновесном состоянии. 
Приборы  и  оборудование:  металлографический  микроскоп,  комплект 
лабораторных образцов, атлас микроструктур. 
 
9.1. Краткие теоретические сведения  
 
К  углеродистым  сталям  относятся  сплавы  железа  с  углеродом,  содер-
жание которого колеблется от 0,02 до 2,14 %. 
Железо  является  полиморфным  металлом,  имеющим  разные  кристал-
лические решётки в зависимости от температуры. До 911
 o
С железо имеет 
решётку  ОЦК  (объёмно-центрированную  кубическую).  Эта  аллотропиче-
ская  модификация железа называется  -железом.  При  температуре выше 
911
 о
С  объёмно-центрированная  решётка  превращается  в  гранецентриро-
ванную (ГЦК). Эта модификация железа называется  -железом.  
Углерод является неметаллическим элементом. В природе встречается в 
виде графита и алмаза. Железо и углерод взаимодействуют между собой, 
образуя в зависимости от их количественного соотношения и температуры 
различные фазы. 
Твёрдый  раствор  углерода  в  -железе  называется  ферритом,  имеет 
ОЦК  решётку,  содержит  при  727
 о
С  0,02 %  углерода.  Феррит  обладает 
низкой твёрдостью (НВ 80), прочностью и высокой пластичностью. 
Химическое соединение углерода с железом (карбид железа) Fe
3
C на-
зывается  цементитом.  Цементит  обладает  сложной  кристаллической  ре-
шёткой,  содержит  6,67 %  углерода.  Цементит  имеет  высокую  твёрдость 
(более НВ 800) и очень низкую, практически нулевую, пластичность. 
Согласно диаграмме «железо–углерод» (рис. 9.1) все углеродистые стали 
при нормальной температуре состоят из двух фаз – феррита и цементита. 
Так как в феррите содержится не более 0,02 % С, то практически весь 
углерод, имеющийся в стали, входит в состав цементита. Поэтому с уве-
личением  процентного  содержания  углерода,  увеличивается  доля  цемен-
тита в стали, что приводит к повышению твёрдости и понижению вязкости 
и пластичности. 

 
54 
По  содержанию  углерода  углеродистые  стали  подразделяются  на  эв-
тектоидные, доэвтектоидные и заэвтектоидные. 
0,8
2,14
А
А+ ЦII
П+ ЦII
П
Ф+ П
Ф
Ф+А
727
910
1147
С, %
G
S
E
P
T , 
o
C
1539A
Q
Ас
1
Ас
3
А с
т
 
Рис. 9.1. Нижняя часть диаграммы Fe – Fe
3
C (стальной участок) 
 
Эвтектоидные  стали  содержат 
0,8 %С  и  имеют  структуру  перлит,  т. е. 
механическую  смесь  феррита  и  цемен-
тита (рис. 9.2). Перлит П (Ф + Ц) чаще 
всего имеет пластинчатое строение и яв-
ляется  прочной  структурной  составляю-
щей: σ
в
 = 800…900 МПа, НВ 180…220.  
Доэвтектоидные стали содержат от 
0,02  до  0,8 %С  и  имеют  ферритопер-
литную  структуру.  На  рис.  9.3  видны 
структурные  составляющие  такой  ста-
ли:  феррит  (светлые  участки)  и  перлит 
(тёмные участки). 
Количественное  соотношение  этих  составляющих  зависит  от  содер-
жания  в  стали  углерода.  С  увеличением  последнего,  растёт  количество 
перлита и уменьшается количество феррита. Поскольку цементит входит в 

жүктеу/скачать 4,3 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: