Структура стали эвтектоидного состава (0,8 % с) представляет собой 100 % перлита.

Перлит является основной структурной составляющей в заэвтектоидных сталях. Наряду с перлитом в них присутствует вторичный цементит, выделяющийся из аустенита³ при охлаждении, вследствие уменьшения растворимости углерода в - железе в соответствии с линией ЕS диаграммы (рис. 6.1). Наибольшая растворимость углерода в - железе с ГЦК решеткой обеспечивается при температуре 1147 С (2,14 %), а с понижением температуры до 723 С она уменьшается до 0,8 % (т. S диаграммы). При замедленном охлаждении заэвтектоидных сталей из аустенитного состояния вторичный цементит выделяется обычно по границам зерен, образуя так называемую непрерывную «цементитную сетку». Эта сетка является значительным дефектом, ухудшающим прочность и вязкость заэвтектоидных сталей. Избежать образования цементитной сетки можно специальной термообработкой – нормализацией (ускоренным охлаждением стали на воздухе, предварительно нагретой до температур выше т. А_cm, расположенной на линии ЕS) или изотермическим или сфероидизирующим отжигом. В последнем случае образуется так называемый зернистый перлит – механическая смесь зернистого цементита и феррита.

По количеству структурных составляющих в заэвтектоидной стали также можно определить содержание углерода:

(6.2)

где П – площадь занимаемая перлитом, %;

Ц – площадь, занимаемая вторичным цементитом, % в поле зрения микрошлифа.

Однако этим методом для заэвтектоидной стали пользуются реже ввиду трудности определения площади, занимаемой вторичным цементитом, и возможности допущения значительной погрешности.

Содержание углерода, определяя структуру, стали, оказывает существенное влияние на её механические свойства. Количество цементита возрастает пропорционально увеличению содержания углерода в стали. Твердые и хрупкие частицы цементита повышают сопротивление движению дислокаций, т.е. увеличивают сопротивление деформации, но уменьшают пластичность и вязкость. В результате с увеличением содержания углерода возрастают пределы прочности и текучести (_в и _0,2), уменьшаются относительные удлинение (), относительное сужение () и ударная вязкость (KCV) (рис 6.2). Образование цементитной сетки при содержании углерода более 1 % приводит к резкому охрупчиванию и снижению прочностных свойств.

Рисунок 6.2 - Влияние углерода на механические свойства сталей

6.3 Порядок и методика выполнения работы.

6.3.1 Изучить и зарисовать микроструктуру сталей с различным содержанием углерода (0,05 %; 0,1; 0,3; 0,5; 0,7; 0,8; 1,2; 1,6 %).

6.3.2 Методом секущих определить содержание структурных составляющих (перлита (П), феррита (Ф), вторичного цементита (Ц) не менее чем в трех полях зрения. Для этого используют следующие формулы:

(6.3)

, (6.4)

где l_n, l_ц – число делений шкалы окуляр-микрометра, занимающие перлитные, либо цементитные участки;

Д – выбранный диапазон шкалы окуляр-микрометра.

6.3.3 По количеству структурных составляющих, используя формулы (6.1) и (6.2), рассчитать содержание углерода в каждой из исследуемых сталей.

Результаты расчетов представить в виде таблицы 6.1.

Таблица 6.1 – Результаты определения содержания структурных составляющих и углерода в углеродистых сталях

Марка стали	Содержание углерода, %	Количество структурных составляющих, %			Расчетное содержание углерода, %
		Ф	П	ЦII

6.3.4 Построить график зависимости содержания структурных составляющих (Ф, П, Ц_II) от содержания углерода.