Основные фазы и структуры в сплавах железа

 

ФАЗА ИЛИ СТРУКТУРА
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
РАСТВОРИ­МОСТЬ УГЛЕРОДА
КРИСТАЛ-ЛИЧЕСКАЯ РЕШЕТКА
ТВЕРДОСТЬ, НВ
ПРИМЕЧАНИЕ
Феррит
Твердый раствор углерода и других элементов в α-железе Различают:
а) высокотемпературный феррит, обозначаемый δ-феррит:
б) низкотемпературный α-феррит
0.1 %
(при 1493°С)
0.025 %
(при 723 °С)
0.006 %
(при 20 °С)
оцк
80
Атомы растворенных эле­ментов занимают междоуз­лия (С, N, Н), узлы (Мn, Сr, Ni, W, Mo, V и др.) дефект­ные области
Аустенит
Твердый раствор углерода и других элементов в γ-железе
До 2.06% (при 1147°С)
0.8 % (при 423 °С)
гцк
170-200
 
Цементит
Карбид железа Fe3C в присутствии примесей образуется легированный цементит, например (FeMn)3C. (FeCr)3C. (FeMnCr)3C
6.67 %
Орторомби-ческая (подобная алмазу)
      850-1000
Легирующие элементы в стали могут образовывать сложные карбиды типа М7С3. М23С6. М6С. М2С. МС. где М - сумма легирующих элементов, образующих карбид
Ледебурит
Эвтектическая структура, состояшая из аустенита и цементита, а после охлаждения ниже t=727 С (A1) - пер­лита и цементита
Образуется при содержании в жидком сплаве 4,3 % С
 
 
При наличии в стали значи­тельных количеств Сr, W, Мо может образоваться при более низких концентрациях углерода
Перлит
Эвтектоидная структура, состоящая из феррита и цементита, имеющая пластинчатую форму. Во многих слу­чаях получают зернистый перлит, ко­гда зерна цементита расположены в ферритной матрице. Различают:
• Грубодифференцированный   перлит (1.0 мкм);
• Среднедифференцированный сорбнтообразный перлит
(0.3 мкм):
• Тонкодифференцированный троостит (0.15 мкм)
Образуется из
аустенита в процессе охлаждения. Для образования перлита в аустените должно быть 0.8 % С
 
     180-250
250-350
350-450
В сорбите или троостите со­держание С может быть меньше или больше 0.8 % (квазиэвтектоид). Чем больше степень переох­лаждения (скорость охлаж­дения), тем дисперснее смесь феррита и цементита Сорбит и троостит могут образовываться как при рас­паде переохлажденного ау­стенита. так и в результате распада мартенсита при от­пуске. В последнем случае цементит имеет не пластин­чатую, а зернистую форму.
феррит - повышенную плотность дефектов строе­ния.
Мартенсит
Пересыщенный твердый раствор углерода в α-железе
Такая же. как в исходном аустените
Тетрагональ­ная
       130-700
Мартенсит образуется из аустенита в интервале темпе­ратур Мн -Мк. Для получения мартенсита скорость охлаждения из об­ласти аустенита должна быть выше критической
Бейнит
Структура, состоящая из кристаллов пересыщенного углеродом α-твердого раствора (малоуглеродистого мартен­сита) и карбидов. Различают: верхний бейнит, в котором частицы карбидов размешаются между пла­стинками α-фазы: нижний бейнит, где α-фаза имеет игольчатое строение, а дисперсные карбиды располагаются внутри пла­стин α-фазы
 
 
    HRC 35-40
    HRC 40-50
Образуется в результате распада аустенита в услови­ях большого переохлажде­ния (обычно в интервале температур 450-200 °С). Верхний бейнит образуется в верхней зоне промежуточ­ного превращения. Нижний бейнит образуется при тем­пературах, близких к точке Мн