Структурные составляющие стали и чугуна

Структура железоуглеродистых сплавов состоит из различных составляющих. Свойствами этих структурных составляющих и определяются свойства стали и чугуна. Феррит. В состав стали и чугуна входит от 93 до 99% железа. Поэтому, прежде всего, следует выяснить, какую структуру оно образует. Из предыдущего известно, что железо при комнатной температуре находится в виде а-железа, которое способно растворить в своей кристаллической решетке незначительное количество углерода. Твердый раствор в а-железе небольшого количества углерода и других примесей называется ферритом. Феррит представляет собой почти чистое железо, но отличается от него тем, что в его кристаллической решетке, кроме атомов железа, имеется небольшое количество атомов углерода и других примесей.

Цементит. При комнатной температуре в феррите содержится до 0,006%> углерода, а остальной углерод в стали находится в химическом соединении с железом. Химическое соединение железа с углеродом называется цементитом. Цементит (РезС) является карбидом железа; он содержит 93,33% железа и 6,61% углерода. Цементит имеет сложную кристаллическую решетку, состоящую из 12 атомов железа и 4 атомов углерода. Таким образом, в стали весь углерод, за исключением ничтожного количества, находится в виде цементита. Это справедливо также и для так называемых белых чугунов. Перлит. Итак, основными структурными составляющими железоуглеродистых сплавов являются феррит и цементит.

Они могут располагаться в структуре стали каждый в отдельности или в виде равномерной механической смеси, которая называется перлитом. Такое название эта смесь получила потому, что шлиф ее при травлении имеет перламутровый отлив. Так как перлит образуется в результате процессов вторичной кристаллизации, то его называют эвтектоидом (в отличие от эвтектики). Образование перлита происходит при, температуре 723°; в нем содержится 0,8% углерода. Перлит имеет две разновидности. Если цементит в перлите расположен в виде пластинок, то он называется пластинчатым. Если же цементит в перлите расположен в виде зерен, то он называется зернистым. Под микроскопом пластинки цементита кажутся блестящими, потому что цементит обладает большой твердостью, хорошо полируется и при травлении кислотами меньше разъедается, чем лежащие рядом пластинки мягкого феррита. После травления перлит в сочетании с ферритом или цементитом всегда наблюдается в виде темных участков в связи с его большой протравимостью.