Влияние примесей на свойства углеродистой стали.

Наличие небольшого количества обычных примесей в стали не влияет существенно на положение критических точек и ха­рактер линий диаграммы железо – цементит, поэтому сталь можно рассматривать с известным приближением как двойной сплав железо – цементит.

Структура и свойства медленно охлажденной стали.Рассмот­рим сначала эвтектоидную сталь. Выше точки а (рис. 23) сплав находится в жидком состоянии. При охлаждении в точке а по линии ликвидуса начнут выделяться кристаллы аустенита с мас­совым содержанием С меньше 0,8 %. Между точками а и b ко­личество маточного раствора (жидкой фазы) постепенно уменьшается до нуля, а массовое содер­жание углерода в нем постепенно увеличивается; одновременно рас­тут кристаллы аустенита, и около точки b (линия солидуса) первич­ная кристаллизация заканчивается. В точке S аустенит распадается и образуется смесь цементита и фер­рита – перлит. На рис. 24, а при­ведена схема микроструктуры перлита при большом увеличении (х1200); здесь ясно видно равномер­ное распределение цементита (тем­ные участки по светлому полю фер­рита). Итак, эвтектоидная сталь по структуре представляет собой один перлит.

Для ознакомления с охлажде­нием доэвтектоидной стали возьмем, например, сталь с 0,3 % С. Точки а₁ (см. рис. 23) и b₂ отвечают происходящим превраще­ниям, которые аналогичны превращениям эвтектоидной стали, отмеченным точками а и b. Точка с₁ на линии GOS отвечает началу вторичной кристаллизации стали, аллотропическому пере­ходу γ-железа в α-железо и выделению феррита. Температуру превращения по линии GOS в условиях равновесия Рис. 23

для кратко­сти обозначают А₃ (в условиях нагрева Ас₃, в условиях охлажде­ния Аr₃). Точка d₁ показывает, что при температуре 768 °С происходит магнитное превращение выпавших кристал­лов феррита, т. е. немагнитный феррит становится магнитным. Критическую температуру превращения сплавов по линии МО обозначают А₂.

В связи с выпадением кристаллов феррита количество углеро­да в остающемся аустените постепенно увеличивается и к точке e₁ доходит до эвтектоидного состава (0,8%). Массовое содержание углерода в аустените при любой температуре между точками с_х и е_х может быть определено проекцией точки пере­сечения горизонтали с линией GOS.