Влияние легирующих элементов на равновесную структуру сталей. Критические точки стали. Классификация стали по равновесной структуре (после отжига).
В современном машино- и приборостроении широкое применение находят стали, в которых помимо железа, угле рода и постоянных примесей содержатся специально вводимые добавки других элементов, чаще всего металлов. Эти добавки принято называть легирующими элементами, а стали, соответственно, легированными сталями. В качестве легирующих наиболее часто используют следующие элементы: Сг, №, Мп, 81, Мо, \У, V, Т1, Со, М>. Реже используются А1, Си, В и некоторые другие. Почти все легирующие элементы изменяют температуры полиморфных превращений железа, температуру эвтек- тоидной и эвтектической реакций и влияют на растворимость углерода в аустените. Некоторые легирующие элементы способны так же, как и железо, взаимодействовать с углеродом, образуя карбиды, а также взаимодействовать друг с другом или с железом, образуя промежуточные фазы - интерме- таллиды.
Точки Чернова — критические температуры, при которых происходит изменеие фазового состояния и структуры стали при нагреве и охдаждении её в твёрдом виде. Установлены Черновым Дмитрием Константиновичем в 1868 году.[1] Чернов назвал их точками a, b, c и позднее в 1878 году была названа точка d. Открытие и изучение данного вопроса положило начало науке о термической обработке металлов.
Точка a — точка темно-вишневого каления стали, ее значение по Чернову, состоит в том, что сталь будучи нагрета ниже данной температуры, не принимает закалки, как бы быстро она ни охлаждалась. Ее температурное значение примерно 950K .
Точка b — сталь будучи нагрета ниже точки b, не изменяет своей структуры.
Точка c — температура плавления стали.
Точка d — температура до которой нужно быстро охладить сталь чтобы совершилась полная закалка. Приблизительно 470K .[2]
По равновесной структуре, т.е. по структуре после медленного охлаждения (отжига), различают доэвтекто-идную, эвтектоидную, заэвтектоидную и ледебуритную стали. Структура доэвтектоидной стали состоит из легированного перлита и легированного феррита. Эвтектоид-ная сталь имеетперлитную структуру. В заэвтектоидной стали кроме перлита имеются избыточные (вторичные) карбиды. В структуре ледебуритной стали имеются первичные карбиды, которые выделились из жидкого сплава. Следует отметить, что границы между этими сталями по содержанию углерода не соответствуют диаграмме Fe-Fe3C (0,8 и 2,14 % С), так как легирующие элементы сдвигают точки S и Е диаграммы влево. По этой причине в классификации появились ледебуритные стали. Как уже говорилось ранее, при большом содержании легирующих элементов возможно получение сталей, имеющих в равновесном состоянии ферритную или аустенитную структуру. Поэтому классификация должна быть дополнена ферритными и аустенитными сталями.[5, С.156] По равновесной структуре стали в зависимости от содержания углерода подразделяют на техническое железо (С < 0,02 %), доэвтектоидные (0,02 < С < 0,8 %), эвтек-тоидные (С = 0,8 %) и заэвтектоидные стали (0,8 < С < 2,14 %).