Мікроструктура заліза.
Точка Р на рис. 2.1 характеризує граничну розчинність вуглецю в α- залізі при 723°С (0,02% С). Лінія РQ показує зміну розчину вуглецю в α- залізі (фериті ) із зниженням температури.
Отже, сплави, що мають концентрацію вуглецю між точками Q і Р, складаються з фериту і третинного цементиту (Fе3С)III. Сплави, розміщені вліво від точки Q , після охолодження складатимуться тільки з одного твердого розчину вуглецю в α- залізі (фериті).
2.2 Мікроструктури доевтектоїдної сталі.
При зниженні температури до лінії GS (рис. 2.1) ніякої зміни у сплавах не відбувається, вони мають однофазну будову - аустеніт. При досягненні температури, що відповідає лінії GS з аустеніту виділяється ферит. Таким чином, нижче лінії GS маємо двофазну будову - аустеніт і ферит. При загальному зниженні температури концентрація вуглецю в аустеніті зростатиме, і після досягнення температури 723°С концентрація вуглецю становитиме 0,8%. При такій концентрації і температурі аустеніт розпадається з утворенням перліту.
Після остаточного охолодження доевтектоїдні сталі складаються з перліту і фериту. При цьому, чим вища концентрація вуглецю в сталі, тим більше утворюється перліту і менше фериту.
Для визначення в доевтектоїдної сталі кількості вуглецю визначають площу, яка зайнята перлітом на розглядаємій ділянці шліфу (% П). Кількість вуглецю розраховують за формулою:
2.3 Мікроструктура евтектоїдної і заевтектоїдної сталей.
Сталь з вмістом вуглецю 0,8% називається евтектоїдною і складається тільки з одного евтектоїда (перліту).
При охолодженні заевтектоїдних сталей, що містять більше 0,8% С відбуваються інші процеси. При температурі вище лінії ЕS сталь складатиметься тільки з аустеніту. Зі зниженням температури до лінії ЕS і нижче із аустеніту виділяється цементит вторинний. Отже, при температурах нижче лінії ЕS маємо двофазну будову - аустеніт і вторинний цементит. При виділенні цементиту в аустеніті зменшується кількість вуглецю (за лінією ЕS). Після досягнення температури 723°С концентрація вуглецю в аустеніті становить 0,8% і він розкладається на феритно-цементитну суміш - перліт.
Таким чином, заевтектоїдні сталі після остаточного охолодження складатимуться з перліту і цементиту вторинного.
Для заевтектоїдних сталей кількість вуглецю розраховують за формулою:
де %П - кількість перліту в % за площею, яку він займає на ділянці, що розглядається;
%Ц=100-%П - кількість цементиту в % (за площею).
Зміна хімічного складу сталі змінює її властивості. Зі збільшенням кількості вуглецю збільшується твердість і міцність сталей, але зменшується її пластичність, що зумовлено збільшенням кількості цементиту, який дуже твердий і крихкий.
Після визначення за формулами приблизної кількості вуглецю вибирають марки сталей за ГОСТом. Для вибраних сталей за даними ГОСТів або інших джерел визначають хімічний склад, механічні властивості та призначення.
Рисунок 2.2 – Мікроструктура сталі з різним вмістом вуглецю х600 і схеми зарисовки