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