16. Структурні стани залізовуглецевих сплавів: визначення, властивості.

Залізовуглецеві сплави - сталі й чавуни - найважливіші металеві сплави сучасної техніки. Виробництво чавуну й сталі по об'єму перевершує виробництво всіх інших металів разом узятих більш ніж у десять разів. Всі сплави системи залізо - цементит по структурній ознаці ділять на дві більші групи: сталі й чавуни. Особливу групу становлять сплави зі змістом вуглецю менш 0,02% (крапка Р), їх називають технічне залізо. Мікроструктури сплавів представлені на мал. Структура таких сплавів після закінчення кристалізації складається або із зерен фериту, при змісті вуглецю менш 0,006 %, або із зерен фериту й кристалів цементиту третинного, розташованих по границях зерен фериту, якщо зміст вуглецю від 0,006 до 0,02 %. Мі кроструктури технічного заліза: а - зміст вуглецю менш 0,006%; б - зміст вуглецю 0,006...0,02 %   Вуглецевими сталями називають сплави заліза з вуглецем, що містять 0,02...2,14 % вуглецю, що закінчують кристалізацію утворенням аустеніту. Вони мають високу пластичність, особливо в аустенітному стані. Структура сталей формується в результаті перекристалізації аустеніту. 

Мікроструктури сталей: а - доевтектоїдна сталь ; б - евтектоїдна сталь (пластинчастий перліт); в - евтектоїдна сталь (зернистий перліт); г - заевтектоїдна сталь.   По змісту вуглецю й за структурою стали підрозділяються на доевтектоїдні, структура ферит + перліт; евтектоїдні, структура перліт (П), перліт може бути пластинчастий або зернистий; заевтектоїдні, структура перліт + цементит вторинний (П + ЦII), цементитна сітка розташовується навколо зерен перліту. По мікроструктурі сплавів можна приблизно визначити кількість вуглецю в складі сплаву, з огляду на наступне: кількість вуглецю в перліті становить 0,8 %, у цементиті - 6,67 %. Через малий розчинність вуглецю у фериті, приймається, що в ньому вуглецю немає. Сплави заліза з вуглецем, що містять вуглецю більше 2,14 % (до 6,67 %), що закінчують кристалізацію утворенням евтектики (ледебуриту), називають чавунами. Наявність легкоплавкого ледебуриту в структурі чавунів підвищує їхні ливарні властивості. Чавуни, що кристалізуються відповідно до діаграми стани залізо - цементит, відрізняються високою крихкістю. Колір їхнього зламу - сріблисто^-білий. Такі чавуни називаються білими чавунами. Мікроструктури білих чавунів: а - доевтектичний білий чавун; б - евтектичний білий чавун (Л); в - заевтектичний білий чавун . По кількості вуглецю й за структурою білі чавуни підрозділяються на: доевтектичні , структура перліт + ледебурит + цементит вторинний; евтектичні, структура ледебурит (Л); заевтектичні, структура ледебурит + цементит первинний. У структурі доевтектичних білих чавунів присутній цементит вторинний, котрий утвориться в результаті зміни сполуки аустеніту при охолодженні (по лінії ES). У структурі цементит вторинний зливається із цементитом, що входить до складу ледебуриту. Фазова сполука сталей і чавунів при нормальних температурах той самий, вони складаються з фериту й цементиту. Однак властивості сталей і білих чавунів значно різняться. Таким чином, основним фактором, що визначає властивості сплавів системи залізо - цементит є їхня структура.