Структура и свойства сталей

1.

2.

В сталях можем видеть следующие структуры:

3.

Аустенит (название дано в честь
английского металловеда Аустена) —
твердый раствор углерода в железе γ
(модификация
железа
с
гранецентрированной
кристаллической
решеткой). Максимальная растворимость
углерода в железе γ составляет 2% при
температуре 1130°.
Аустенит имеет невысокую твердость,
обладает достаточно высокой прочностью
наряду с хорошей пластичностью,
большой стойкостью против коррозии,
высоким электросопротивлением. Он
немагнитен.

4.

Феррит — твердый раствор углерода в железе а. При
комнатной температуре в феррите может растворяться не более
чем 0,006% углерода.
Если содержание углерода встали больше чем 0,006%, то, кроме
феррита, в структуре стали имеются другие структурные
составляющие.
Феррит обладает небольшой прочностью и твердостью, но
высокой пластичностью. Он имеет хорошие магнитные свойства.

5.

Цементит — химическое соединение железа с углеродом,
отвечающее формуле Fe3C. Содержание углерода в цементите
составляет 6,67% и не изменяется во всем интервале температур,
вплоть до температуры плавления.
Цементит является самой твердой структурной составляющей
стали. Он имеет высокую прочность, но чрезвычайно хрупок.

6.

Перлит. Образуется при медленном охлаждении сталей с
содержанием углерода более 0,02% . Перлит похож на слоистую
смесь: чередующиеся пластины феррита и цементита. Именно в
цементит и уходит углерод при превращении железа из α в γ.
Перлит — механическая смесь феррита и цементита. Перлит бывает
пластинчатым (цементит в виде пластинок) и зернистым (цементит в
виде зернышек). Твердость перлита выше, чем у феррита, но меньше,
чем у цементита. Все структуры: перлит, сорбит, троостит, зернистый
перлит, — это смеси феррита и цементита. Отличаются они лишь
формой и размерами частиц цементита — пластинок или зерен.

7.

Мартенсит
микроструктура
игольчатого
(пластинчатого), а также реечного
(пакетного)
вида,
наблюдаемая
в закалённых металлических сплавах и в
некоторых чистых металлах, которым
свойственен полиморфизм. Мартенсит
— основная структурная составляющая
закалённой стали; представляет собой
упорядоченный
пересыщенный
твёрдый раствор углерода в αжелезе такой же концентрации, как у
исходного аустенита.

8.

Физический
механизм
образования
мартенсита
принципиально отличается от механизма других процессов,
происходящих в стали при нагреве и охлаждении. Другие
процессы диффузионны, то есть атомы перемещаются с малой
скоростью, например, при медленном охлаждении аустенита
создаются зародыши кристаллов феррита и цементита, к ним в
результате диффузии пристраиваются дополнительные атомы и,
наконец, весь объём приобретает перлитную или ферритоперлитную
структуру.
Мартенситное
превращение
бездиффузионно
(сдвиговое
превращение),
атомы
перемещаются с большой скоростью по сдвиговому механизму,
скорость распространения порядка тысячи метров в секунду.

9.

Бейнит игольчатый троостит, структура стали, образующаяся
в
результате
так
называемого
промежуточного
превращения
аустенита. Бейнит состоит
из смеси
частиц пересыщенного углеродом феррита и карбида железа.
Образование
бейнита
сопровождается
появлением
характерного микрорельефа на полированной поверхности
шлифа.

10.

Структуры
углеродистых
сталей в зависимости от
содержания в них углерода, а
также
структурные
превращения,
которые
происходят в этих сталях при
нагреве
и
медленном
охлаждении, изучаются по
диаграмме Fe—С.