* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

911 МЕТАЛЛОГРАФИЯ 9 1 2 металла, применяемого д л я изделий. Выше­ описанные свойства, зависящие от структу­ ры, присущи о д н о м у и т о м у ж е ме­ т а л л у , н а п р . с о д е р ж а щ е м у 0,4% С, и обус­ ловливаются термической обработкой. Мо­ жно рассматривать связь между сталями и разного химич. состава, но имеющими одно и то ж е структурное состояние, н а п р . стали с разным содержанием углерода, но в оди­ наковом о т о ж ж е н н о м состоянии. Т а ­ кой металл, к а к у ж е было сказано, имеет пер­ литовую (пластинчатую) основу, в которой находится тот или иной избыточный ком­ понент в количестве, соответствующем его х и м и ч . составу. В этом случае м о ж н о п о л ь з о ­ ваться приблизительными данными табл. 2. Т а б л . 2.—M е х а н и ч е с к и е с в о й с т в а с т р у к т у р н ы х с о с т а в л я ю щ и х ( о д н о й и т о й я$е стали). Структурная состав­ ляющая Врем, сопро­ тивление на разрыв, Z в кг/лш 2 m a x Удлинение А в % * Перлит сорбитовый . » нормальный пластинчатый . . . . Перлит грубый . . . 105 85 50 30 10 15 5 40 • Д л и н а образца L =Ы. П о этой таблице можно подсчитать сопро­ т и в л е н и е Zmax и у д л и н е н и е А; е с л и с т а л ь и м е е т н а п р . Р% п е р л и т а п F% ф е р р и т а , т о приблизительно будет: _ 30F+85P. ^тах loo & . _ 40F-f15P ~~ 100 В этом случае не п р и н я т ы в о внимание могущие быть в этом металле пороки и л и состояние м е т а л л а иное, чем OTI«жженное. К р о м е в л и я н и я t° н а г р е в а и с к о р о с т и о х ­ л а ж д е н и я с т р у к т у р а и з м е н я е т с я и от м е х а ­ нич. обработки, горячей и холодной (ковка, прокатка, холодная протяжка и т. п.). Н а в к л . л . , 30—33, п о к а з а н ы и з м е н е н и я с т р у к ­ туры в результате холодной протяжки и по­ с л е д у ю щ и х о т ж и г о в ; в этом с л у ч а е х о л о д ­ н а я п р о т я ж к а дает те ж е результаты, что и з а к а л к а , р а з д р о б л я ю щ а я зерна цементита. Т а к а я м е х а н и ч . обработка имеет особенно большое значение д л я заэвтектоидных ста­ лей (инструментальных), т. к . нагрева выше 750° д л я э т и х с т а л е й д л я т е р м и ч . о б р а б о т к и с т а р а ю т с я и з б е г а т ь ( с м . Термическая обра­ ботка). В т а б л . 1 п р и в е д е н а д л я с р а в н е н и я а у с т е п и т о в а я с т р у к т у р а , н о п о л у ч и т ь ее в углеродной стали с 0,4% С почти невозмож­ но, т а к к а к скорость трансформации у-жел е з а в а-железо больше скорости охлажде­ н и я стали; поэтому аустенит можно полу­ чить только в сталях, содержащих нек-рые п р и м е с и ( M n , N i , Сг, W ) в з н а ч и т е л ь н ы х к о ­ личествах п р и наличии большого количества у г л е р о д а . Н а в к л . л . , 34, п р и в е д е н а а у с т е нитовая структура в стали с 24% N i . Чтобы д о к а з а т ь , ч т о в с я к а я с т а л ь п р и t° в ы ш е t° . имеет т а к у ю ж е с т р у к т у р у , А . А . Б а н к о в приготовил ш л и ф стали и, нагрев его в струе а з о т а без доступа кислорода до ? в ы ш е Г , . , 7 Kpvm 0 к р м п п р о т р а в и л г а з о о б р а з н ы м Н С 1 , п о с л е чего* шлиф был охлажден в струе азота. Шлиф п о ­ к а з а л , что действительно структура в этих у с л о в и я х аустенитовая. Позднее с примене­ нием рентгенографического а н а л и з а (Вестгрен, Селяков и д р . ) было доказано, что п р и п е р е х о д е к р и т и ч е с к о й т е м п - р ы (A ) п р о и с х о ­ д и т т р а н с ф о р м а ц и я y-Fe в a-Fe. В ы ш е б ы л о у к а з а н о , что трансформация перлита в и н ­ т е р в а л е к р и т и ч е с к и х t° с о п р о в о ж д а е т с я обо­ соблением цементита в значительные массы, а д а л ь н е й ш а я в ы д е р ж к а - п р и этих темп-рах в е д е т к р а с п а д е н и ю к а р б и д а ж е л е з а (Fe C = = 3Fe-l-C),T.e.K в ы д е л е н и ю С в э л е м е н т а р н о м в и д е . Н е к - р ы е п р и м е с и в стали ( S i , N i ) у с к о ­ р я ю т этот п р о ц е с с , д р у г и е ( М п , Сг, W , М о ) , наоборот, задерживают его; на в к л . л . , 35,36, показан такой распад цементита в инстру­ м е н т а л ь н о й с т а л и б л а г о д а р я д о л г о м у (72 часа) н а г р е в у п р и i°= 800°. И з этих наблюде­ ний можно сделать след. вывод: закаленная сталь я в л я е т с я в наиболее неустойчивом со­ стоянии; с течением времени [при атмосфер­ н о й t° о ч е н ь д о л г о — с о т н и л е т , п р и п о в ы ­ шенной—тем с к о р е е , чем V н а г р е в а б л и ж е к к р и т и ч е с к о й (А ), к о г д а с к о р о с т ь р а с п а д е ­ н и я и з м е р я е т с я секундами] частицы Fe C стремятся к равновесному состоянию (наи­ более устойчивому), о б р а з у я с т р у к т у р у п е р ­ л и т а , затем обособленного цементита и н а ­ к о н е ц р а с п а д а я с ь н а э л е м е н т а р н ы е Fe и С . П о с т р о е н и е д и а г р а м м ы ( ф и г . 5) п р о и з в е д е н о при помощи к р и в ы х , на которых при к р и т . t° и м е ю т с я о с т а н о в к и , с о о т в е т с т в у ю щ и е в ы ­ делению тепла при охлаждении. И з этого м о ж н о сделать заключение, что з а к а л е н н а я сталь, с о х р а н я я структуру, свойственную с о с т о я н и ю с т а л и п р и в ы с о к о й t°, о б л а д а е т в потенциальном состоянии бблыним коли­ чеством э н е р г и и , н е ж е л и о т о ж ж е н н а я ; поэ­ тому переход одной структуры в д р у г у ю представляет не что иное, к а к постепенное в ы д е л е н и е э н е р г и и , т . е . п е р е х о д от в ы с ш е г о п о т е н ц и а л а э н е р г и и к н и з ш е м у . Это я с н о указывает на т о , что все металлографич. н а ­ блюдения стоят в тесной связи с законами т е р м од и н а м и к и . s 3 } 3 Д и а г р а м м а , и з о б р а ж е н н а я н а ф и г . 5, и м е ­ ет кроме эвтектоидной еще 2 эвтектич. точ­ к и . П е р в а я эвтектич. точка, л е ж а щ а я на пересечении сплошных л и н и й , соответствую­ щ а я переходу и з жидкого состояния в тьерд о е , имеет с у щ е с т в е н н о е з н а ч е н и е д л я м а к р о ­ структуры ч у г у н а . Т а структура литого ма­ териала, которая получена при застывании,, не м. б. изменена никакими нагревами ни­ ж е Г . и называется п е р в и ч н о й . П р и рассмотрении превращений н а эвтектоидной линии выявлено, что время выдержки вли­ яет на дисперсность составляющих; то ж е можно сказать и о превращениях на эвтек­ тич. линии. Поэтому отливки в металличе­ ские, быстро остуживающие металл, фор­ мы имеют и н у ю м а к р о с т р у к т у р у , чем отлив­ ки в формовочную землю. В первом случае эвтектика (называемая л е д е б у р и т ) бу­ дет м е л к а я , во втором—крупная. Ледебурит, к а к э в т е к т и ч . с м е с ь ( о б р а з у е т с я п р и 1 146°), с о с т о и т ( д и а г р . ф и г . 5) и з 2 ф а з : ц е м е н т и т а (Fe C), называемого первичным, и аустенита, с о д е р ж а щ е г о в т в е р д о м р а с т в о р е 16,7% Fe C ( ч т о с о о т в е т с т в у е т с о д е р ж а н и ю 1,7% С ) . П о я л 3 3