Углеродистые стали

Поведение большинства сталей определяется в первую очередь содержанием в них углерода, и основные принципы термической обработки нелегированной углеродистой стали могут быть с незначительными изменениями перенесены на малолегированные специальные стали.

Обработка углеродистой стали разных назначений показана в основных чертах на диаграмме состояний. При температурах выше линии GSE сталь находится в у-состоянии (аустенит); углерод растворен. Вдоль линии OS начинается при медленном охлаждении выделение бедного углеродом а-железа (феррит), причем состав аустенита сдвигается в сторону S. При достижении температуры 720° начинается эвтектоидный распад аустенита в перлит, т. е. мелкозернистую, часто полосчатого строения смесь феррита и карбида железа (цементита). При содержании углерода выше 0.9% превращение протекает в основном аналогично сказанному, с тою лишь разницей, что вначале вместо феррита выделяется цементит.

Для того чтобы правильно отжечь сталь, ее медленно доводят до температуры, лежащей на 30-60° выше линии GSE (верхняя критическая точка) и затем охлаждают ее в спокойном воздухе (нормализация). Дважды происходящий при этом процесс превращения уничтожает предварительную обработку в такой полной мере, какая недостижима ни в каком другом сплаве. Первоначальные зерна феррита разрушаются; карбид переходит в твердый раствор и снова выделяется в полосчатой форме (пластинчатый перлит). Температура отжига для сталей с 0,7-1,1% С должна выбираться немного, более высокой (300-900°). Средние свойства, полученные при подобной обработке углеродистых сталей. При более быстром охлаждении зерно становится мельче. После холодной деформации отжиг производится обычно в а-области приблизительно при 600-650е. В мягких сталях (приблизительного 0,2% С) после небольшого наклепа, особенно при повышенных температурах отжига, могут образовываться крупные кристаллы. Разрушение этих последних путем отжига при температурах выше верхней критической точки часто бывает невозможным из-за пережога (Zimdern) и слипания отжигаемого материала.