перестройки и какого состава криста ллы при этом образуются. Рассматривая, пока только сплошные линии, можно — сказать, что при температурах выше линий ABCD сплавь! различного Состава находятся в жидком состоянии, при температурах же, лежащих на этой линии, сплавы начинают затвердевать. При этом в сплавах, лежащих по составу левее точки С, выделяются различного состава твердые растйоры углерода в железе, из к-рых предельно насыщенным является отвечающий точке Е и содержащий, в себе 1, 7% С. В сплавах, лежащих по составу правее точки С, первыми выделяются кристаллы карбида — -FesC,.
Выделение твердых растворов и карбида, начавшееся при температурах, лежащих на линии ABCD, продолжается при охлаждении сплавов на протяжении нек-рого интервала температур и заканчивается при температурах, лежащих на линии AHIECF.’Между линиями ABCD и AHIECF сплавы находятся частью в жидком, частью в твердом состоянии. Сплавы, лежащие по составу левее точки Е и содержащие углерода меньше 1, 7%, после застывания состоят только из твёрдых растворов, причем в каждом сплаве получается раствор, отвечающий среднему содержанию углерода в сплаве. В сплавах, лежащих по составу между точками ЕиСи содержащих углерода от 1, 7% до 4, 3% при окончательном застывании их по линии ЕС (1.145°), наряду с ранее выделившимися кристаллами предельного твердого раствора образуется механическая смесь этих же кристаллов с кристаллами карбида. Те и другие кристаллы, вследствие одновременной кристаллизации их, не развиваются до крупных размеров и образуют мелкокристаллическую смесь, обычпб называемую эвтектической, ав частности в точке Е — ледебуритом. В сплавах, лежащих по составу правее точки С, эта же смесь и при той же температуре (1.145°) образуется народу с ранее выделившимися кристаллами Fe3C. Так. обр. для сплавов, содержащих углерода больше 1, 7%, характерно присутствие в них указанной эвтектической смеси, состав к-рой определяется,, точкой С диаграммы и отвечает 4, 3% С. Эти сплавы и носят название Ч., тогда как сплавы, лежащие левее точки С, содержащие углерода меньше 1, 7% и состоящие после застывания только из твердых растворов, носят название стали. По характеру первичных кристаллов, выделяют щихся в Ч. из расплавленного состояния, различают Ч. доэвтектический (1, 7—4, 3% С) и заэвтектический (4, 3—6, 67% С); в. первом первичными кристаллами является твердый раствор с 1, 7 %С, во втором — Fe3C. Описанный ход кристаллизации относится к белому Ч., содержащему весь углерод в форме Fe3C и получающемуся при ускоренном охлаждении. Этот ход кристаллизации носит название метастабильного в отличие от стабильного, характеризуемого пунктирными линиями диаграммы и идущего при замедленном охлаждении. В этом случае получается серый Ч., характерным структурным элементом к-рого является графит. При стабильном ходе кристаллизации в сплавах, лежащих по составу между точками Е' и С' и содержащих углерода от 1, 3% до 4, 25%, первичными кристаллами являются кристаллы твердых растворов, приближающихся по составу к 1, 3% С. При температуре 1.152°, отвечающей линии Е'С', наряду с твердым раствором образуется эвтектическая смесь, состоящая из твердого раствора Е' и графита и содержащая в себе 4, 25%С. В сплавах заэвтектических, лежащих по составу правее точки, С', кристаллизация начинаете)! по линии C'D' с выделением первичных кристаллов графита и заканчивается при той же эвтектической температуре 1.152° с образованием той же эвтектической смеси из кристаллов твердого раствора и графита. В половинчатых Ч. кристаллизация идет смешанная с образованием карбида и карбидной эвтектики и с образованием графита и графитной эвтектики. В объемах, застывающих метастабильно, излом получается белый, в Рис. 2. Излом половинчатого чу — объемах же, застыгуна, отбелившегося в нижней вающих стабильно, части. излом получается серый, что и характерно для половинчатых Ч. Излом такого Ч. представлен на рис. 2. Нижняя часть слитка, застывшая более быстро, рмеетгбелый излом, верхняя^же, застывшая более медленно, — серый. Здесь переход от белой части к серой довольно резкий, но часто переход бывает настолько постепенным, что трудно провести границу между белой и серой частью, т. к. между ними находится настоящая половинчатая зона.
При охлаждении Ч. ниже температуры застывания кристаллы Fe3C и графита, первичные и эвтектические, остаются без изменения, кристаллы же твердых растворов начинают изменять свою концентрацию и наконец распадаются. Эти изменения в кристаллах Е, образую 732
щихся при метастабильном ходе кристаллизации, выражаются линиями ES и PSK, а в кристаллах Е', образовавшихся при стабильном охлаждении, — линиями E'S' и P'S'К'.
При метастабильном охлаждении из твердого раствора Е выделяется карбид Fe3C, причем концентрация остающегося твердого раствора изменяется по линии ES в сторону меньших содержаний С. При концентрации, равной 0, 9 % С иимеющей место при 721°, твердый раствор распадается на a-железо и Fe3C, причем кристаллы того и другого вследствие одновременного образования их отличаются очень малыми размерами и образуют тонкую смесь» 'к-рую по аналогии с эвтектическими называют эвтектоидной, а в частности здесь- — п е’р литом. Совершенно аналогичные изменения происходят и в стабильном твердом растворе Е' при охлаждении его: из него выделяется графит, причем концентрация остающейся части раствора изменяется по пунктирной линии E'S'.
При 733° концентрация твердого раствора делается равной 0, 7 % С, и он распадается на свои составные части — а-жеслезо и графит, образуя тонкую эвтектоидную смесь их.
Так. обр. для белого Ч. характерными являются — эвтектика, отвечающая точке С и содержанию углерода 4, 3%, называемая ледебуритом, и эвтектоид-перлит,' отвечающий точке S и содержанию углерода 0, 9%. Для типично •серого Ч. должны быть характерными эвтектика, отвечающая точке С' и содержанию углерода 4, 25%, и эвтектоид точки S', отвечающий 0, 7% С. Но стабильные эвтектика и эвтектоид далеко не всегда наблюдаются в сером Ч. вследствие кристаллизационного укрупнения графита и образования более крупных кристаллов графита» чем это соответствует Эвтектике или эвтектоиду; поэтому для серого Ч. следует считать характерным графит, в какой бы форме он ни находился. Одновременно с укрупнением эвтектического графита идет укрупнение и эвтектоидного a-железа, причем образуются зерна его, носящие Название феррита и являющиеся характерным структурным элементом мягкой стали. Феррит в комбинации с графитом и является постоянной составной частью серого Ч.
Но перлит не является исключительной составной частью метастабильного белого Ч. — этот эвтектоид почти всегда находится и в сером Ч. Объясняется это тем, что стабильный ход охлаждения в сером Ч. легко сменяется метастабильным, в результате чего из твердого раствора выделяется вместо графита карбид, а вместо графитного эвтектоида образуется карбидный эвтектоид-перлит.
Все сказанное можно иллюстрировать микроснимками» относящимися к Ч. с различным содержанием С и охлажденному метастабильно и стабильно. На рис. 3 представлена микроструктура доэвтектического белого Ч. с содержанием С ок. 3 %. Здесь темные дендриты представляют собой первичные кристаллы твердого раствора, а светлая зернистая масса — характерную для белых Ч. эвтектику — ледебурит. В дендритах здесь можно наблюдать и те вторичные изменения, к-рые произошли в них при охлаждении: выделение белых иголок Fe3C и образование перлита; первые наблюдаются в дендритах везде, а перлит — лишь в отдельных участках вследствие недостаточного увеличения при фотографировании. На рис. 4 представлена структура эвтектического белого Ч. с содержанием углерода ок. 4, 3%. Здесь наблюдается только один ледебурит в виде пестрой массы, разделенной на отдельные зерна.
В заэвтектическом белом Ч., структура к-рого приводится на рис. 5, видна та же самая эвтектика — ледебурит и кроме того многочисленные иглы Fe3C. В структуре’ серого Ч. прежде всего бросаются в глаза выделения графита, особенно заметные. до травления микрошлифа! Такие выделения представлены на рис. 6, относящемся к обыкновенному литейному Ч;сббщим содержанием углерода ок. 3, 8%. После травления обнаруживается строение и основной металлической массы Ч. Иногда последняя состоит из одного перлита, как это видно на рис. 7; гораздо реже она состоит из перлита и вторичного карбида, как это видно на рис. 8, и чаще всего состоит из смеси, перлита и феррита, как это представлено на рис. 9. При полном стабильном охлаждении Ч. основная металлическая масса его целиком состоит из феррита, как это виднона рис. 10. В половинчатом Ч. структура может изменяться в очень широких пределах в зависимости от большей близости его к белому или серому Ч. На. рис. 11 приводится структура половинчатого Ч., отличающаяся от структуры заэвтектического белого Ч. лишь присутствием темных гнезд углерода отжига. Наоборот* структура, приведенная на рис. Л2 и относящаяся также к половинчатому Ч., очень близко подходит к структуресерого Ч. и отличается от последней только наличием & ней небольшого количества ледебурита наряду с перлитом и графитом.
Технический Ч. всегда содержит в себе большее или меньшее коли«1ест6о обычных примесей, причем, количет ство их колеблется в широких пределах в зависимости отсорта и назначения Ч. Можно принять следующие пределы содержания примесей для наиболее распространен-^ ных сортов передельного и литейного Ч.: С — 2, 8—4, 0%;.
S1—0, 3—3, 5%; Мп — 0, 3—2, 5%; Р — 0, 04—2, 0%; S — 0, 01—0, 15%. Влияние примесей сказывается прежде всего на количестве графита: одни примеси увеличивают содержание его, другие уменьшают, первые носят название графитообразующих, вторые — карби дообразующих. К первым относятся те, которые
