Сталей по равновесной структуре)

В углеродистых сталях температуры полиморфных превращений (критические точки G и N в железе, см. рис. 2.1.1; в сталях их принято обозначать А₃ и А₄ соответственно) зависят от содержания углерода в соответствии с диаграммой «Железо–цементит».

Легирующие элементы, растворяясь в α и γ–модификациях Fe, влияют на положение критических точек (А₃ и А₄), что в свою очередь определяет область существования α–фазы (феррита) и γ–фазы (аустенита) – рис. 2.3.1.

Рис. 2.3.1. Влияние легирующих элементов (л.э.) на полиморфизм железа и структуру легированных сталей

Видно, что элементы I группы повышают А₄ и понижают А₃, соответственно сужая область α –фазы и расширяя γ –область (рис. 2.3.1,а). Из таких элементов наибольшее практическое значение имеют Ni и Mn (подобным образом влияет и углерод – см. диаграмму «Железо–цементит», рис. 2.1.1).

Элементы II группы снижают А₄, повышают А₃, в результате расширяется область α–фазы (рис. 2.3.1,б). В основном это элементы, имеющие ОЦК решетку подобно α–Fe (Cr, W, V, Mо, Ti и др.).

Видно, что, если содержание легирующих элементов превышает концентрацию х, то стали при любой температуре имеют аустенитную (рис. 2.3.1,а) либо ферритную (рис. 2.3.1,б) структуры. Обычно это стали, которые в результате сильного легирования приобретают особые свойства, например, коррозионностойкие стали аустенитного и ферритного классов.

Очевидно, что такие стали при закалке не претерпевают мартенситного (γ → α) превращения и значит не упрочняются термической обработкой (закалка+отпуск, см. раздел 2.2).

В разделе 2.1 обсуждалась классификация углеродистых сталей по равновесной структуре: доэвтектоидные (структура феррит+перлит), эвтектоидные (перлит) и заэвтектоидные (перлит+вторичный цементит [23] ).

В легированных сталях помимо этих трех классов возможны также стали с аустенитной и ферритной структурами. Как отмечалось, такое принципиальное изменение структуры качественно изменяет свойства высоколегированных сталей.