Комплекс свойств стальных полуфабрикатов и изделий формируется при термической обработке стали.
Одними из важнейших структур для конструкционных сталей являются феррито-карбидные структуры, которые формируются при распаде аустенита. Классической феррито-карбидной структурой является перлит.
В соответствии с классическим определением, перлит – это структурная составляющая сталей и чугунов – эвтектоидная смесь феррита и цементита.
Свойства перлита определяются, в том числе, формой цементита, которая является одним из важнейших структурных параметров при оценке прочности стали. О структуре зернистого перлита, его получении и свойствах написано в статье «Что такое зернистый перлит?» на этом сайте.
При кристаллизации в обычных условиях перлит имеет пластинчатую структуру, состоящую из чередующихся пластинок перлита и цементита.
Самый красивый пластинчатый перлит формируется, как правило, в чугуне (рис.1,а) . Перлит чугуна имеет большое межпластиночное расстояние, и потому удобен для демонстрации. Как и в стали, перлитные колонии чугуна имеют различную ориентацию, а пластинки – разную длину. Подтверждением того, что это именно чугун, является фосфидная эвтектика на рис.1,б.
а | б |
Рисунок 1. Пластинчатый перлит в чугуне.
Перлит в углеродистой стали обычно выглядит не так красиво. «Вид» портят деформация, избыток примесей, и пр. Например, в высокоуглеродистой стали при небольшом увеличении пластинки вообще не видны (рис.2, а). При 2000х в отдельных участках виден пластинчатый перлит (рис.2, б). В низкоуглеродистой стали можно видеть участки с хорошо видимыми пластинками (рис.3).
а | б |
Рисунок 2. Перлит в высокоуглеродистой стали (порядка 0,8 %С)
а | б |
Рисунок 3. Пластинчатый перлит в доэвтектоидной стали.
Что такое анормальный перлит? Дело в том, что структура заэвтектоидной стали представляет собой перлит, окруженный сеткой вторичного цементита (рис. 4,а). В некоторых сталях при цементации образуется анормальная структура (рис.4,б ). Она представляет собой грубые включения цементита на фоне феррита. При нагреве эти включения цементита трудно растворяются. Такие места в структуре стали называются мягкими пятнами.
а | б |
Рисунок 4. «Нормальный» перлит заэвтектоидной зоны (а) и анормальный перлит (б), сформировавшиеся в цементованном слое армко-железа.
(Этот материал будет продолжен)