О -железе мы уже упоминали в статье «Аллотропия». Как было обещано, скажем об этом железе несколько слов. -железо (-феррит) – это один из твердых растворов в системе железо-углерод, высокотемпературная модификация феррита. -феррит является аллотропической модификацией железа, которая существует при температуре выше 1390оС.
Структура -железа такая же, как и -железа – объемно-центрированная кубическая. Но название -феррит принято в металловедческой практике. -феррит оказывает определенное влияние на строение некоторых марок литых сталей и их последующую термическую обработку. Кроме того -феррит отрицательно влияет на механические свойства.
О -феррите действительно упоминают редко. Он исследован слабо, потому что его практически невозможно наблюдать при комнатной температуре.
В соответствии с диаграммой состояния железо-углерод при понижении температуры он превращается сначала в аустенит, потом в a-феррит. -феррит встречается в легированных сталях, особенно часто в высокохромистых. Добавки хрома, как и других элементов, которые способствуют образованию феррита, понижают минимальную температуру устойчивости -феррита. Такой феррит можно исследовать при комнатной температуре. На рис.1 показан аустенит и протяженные включения -феррита (белые участки, рис.1 а,б), темные участки, рис.1 в.
 |
 |
| а | б |
 |
|
| в |
Рисунок 1. Структура хромомолибденовой стали: 0,1% C, 12% Cr, 0,5% Mo. Термическая обработка: 1100оС 1 час, закалка в воду (Материалы книги «Металлография железа» в 3 томах)
d-феррит, образовавшийся при высокой температуре, был зафиксирован закалкой, поскольку превращение феррит-аустенит не успело полностью произойти. Аустенит превратился в мартенсит, а d - феррит сохранился, и его стало возможным видеть при комнатной температуре. Снимки на современном оборудовании показаны на рис.2 при различных увеличениях.
 |
 |
| а | б |
 |
|
| в |
Рисунок 2. -феррит в высоколегированной стали; современная съемка
После длительной термической обработки при 1250оС в стали сформировалась равноосная структура (рис.3). Это практически полигональные участки -феррита и мартенсита. -феррит, который образовался из расплава, находился в равновесии с аустенитом. Часть феррита превратилась в аустенит. При закалке аустенит превратился в мартенсит, -феррит сохранился. Вогнутая форма границ зерен -феррита указывает на то, что аустенит зародился внутри кристаллов -феррита и рос за их счет.
 |
 |
| а | б |
Рисунок 3. Структура хромомолибденовой стали состава: 0,11% C, 12% Cr, 1.0% Mo. Термическая обработка: 1250 оС 1 час, закалка в воду (Материалы книги «Металлография железа» в 3 томах)
-феррит можно наблюдать не только в закаленной, но и в литой стали после быстрого охлаждения. При этом также не успевает пройти перитектическое превращение L+δ=, и -феррит сохраняется в структуре вплоть до комнатной температуры. На рис.4 -феррит – это темная округлая фаза.
Рисунок 4. Микроструктура литой быстрорежущей стали (А.П.Гуляев. Металловедение)