Составляющие железоуглеродистых сплавов
Основными структурными составляющими железоуглеродистых сплавов являются графит, феррит, цементит, аустенит, а также структуры механических смесей: перлит и ледебурит, обладающие различными свойствами, поэтому количественное содержание их сильно влияет на свойства железоуглеродистых сплавов.
Графит мягок, его плотность 2,25 г/см3, он нарушает сплошность металла, понижая сопротивление растяжению и вязкость, увеличивает хрупкость тем больше, чем крупнее его частицы. Графит характеризует микроструктуру серых литейных чугунов.
Феррит – твердый раствор углерода в aFe, мягкий, вязкий, хорошо куется и сваривается. Чем больше в металле феррита, тем металл мягче, более ковок и тем больше дает удлинение при растяжении.
Цементит – карбид железа РезС. С увеличением его содержания сначала возрастают твердость и прочность металла (наибольший предел прочности при растяжении — при содержании углерода 1,2%). С дальнейшим увеличением количества цементита сопротивление растяжению падает, вязкость уменьшается, а твердость я хрупкость возрастают.
Аустенит – твердый раствор углерода в -yFe. В углеродистых сталях аустенит сохраняется (не распадаясь) при температуре выше 727° С. В легированных сталях, содержащих MnNi, аустенит может быть устойчив при обычных температурах. Аустенит обладает высокой пластичностью и ударной вязкостью. В сталях, кроме углерода, имеются обычно примеси кремния Si, марганца Мп, фосфора Р и серы S и могут специально вводиться легирующие добавки (Cr, Si, Mn, Ni, Mo, W, Ti). Они вступают во взаимодействие с углеродом и другими составляющими стали, изменяют ее физические, механические и химические свойства.
Исследование особенностей структуры показало, что большинство металлов имеет зернистую структуру. Зерна имеют неправильную форму размером в десятые доли миллиметра и представляют собой отдельные кристаллы. Таким образом, даже малый образец металла состоит из большего количества различным образом ориентированных кристаллов, соединяющихся между собой общими для них границами.
При охлаждении металла ниже температуры плавления кристаллические зерна растут, практически смыкаясь с ближайшими соседями, и граница между ними вырождается в поверхность раздела, толщина которой не превышает одного-двух межатомных расстояний.
Похожие статьи