Структуры стали

Структуры стали - феррит, перлит и цементит - являются устойчивыми при комнатной температуре, или, как их иначе называют, равновесными структурами. Однако получаемые структуры могут, значительно видоизменяться в зависимости от условий нагрева и охлаждения стали. Например, применяя определенный режим тепловой обработки стали, можно сохранить структурные составляющие, которые были до обработки, но изменить форму или размеры зерен и благодаря этому получить требуемые механические свойства стали. Так можно получить зернистый перлит вместо пластинчатого или мелкопластинчатый перлит вместо крупнопластинчатого. С помощью термической обработки можно получить так называемые неустойчивые структуры стали.

Термическая обработка является очень мощным фактором изменения свойств стали. Это наглядно иллюстрируется следующим примером. Возьмем два образца из одной и той же стали и нагреем их вместе в печи до одинаковой критической температуры. Затем один образец будем охлаждать до комнатной температуры медленно, постепенно вместе с печью, а второй охладим быстро, опустив в воду комнатной температуры.

В результате получим два образца стали с противоположными свойствами. Образец, который охлаждался с печью, будет сравнительно мягким и не очень прочным, а второй образец, охлаждавшийся в воде, будет обладать очень высокой твердостью и прочностью. Так, например, у стали, содержащей 0,8% углерода, в зависимости от скорости охлаждения можно получить твердость = 160 - 600. Чтобы понять сущность явлений, вызывающих изменение механических свойств стали при тепловой обработке, рассмотрим процессы, протекающие в углеродистой стали при термической обработке.