Классификация железоуглеродистых сплавов

Микроструктуру углеродистых сталей в равновесном состоянии при комнатной температуры характеризует диаграмма Fe - C. Железоуглеродистые сплавы, содержащие до 2,14% углерода, называются сталями. Обычно стали, с расшифровками марок стали Вы можете ознакомиться на e-metall.ru обычно выплавляют с содержанием углерода не более 1,3%, поскольку за большого содержания значительно увеличивается хрупкость и стали не могут практически использоваться.

Железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода от 2,14% до 6,67% называются чугунами. В технике применяют чугуны с содержанием углерода до 4,3% и иногда к 5,0%. Чугун широко применяются в машиностроении как дешевые литейные сплавы, поскольку имеют хорошие литейные свойства, легко обрабатываются резанием. Однако из-за малой пластичность их нельзя обрабатывать давлением, а их газовая или электродуговая сварка требует особых технологий.

Влияние углерода на свойства сталей

Феррит имеет малую жесткость, хорошую пластичность и небольшую прочность. С увеличением концентрации углерода доля феррита в стали постепенно уменьшается, а цементита - растет. Цементит значительно тверже и хрупкий за феррит, поэтому с увеличением его относительного количества возрастает сопротивление движению дислокаций и повышаются показатели прочности, но ухудшаются пластичность и вязкость стали.

Кроме того, углерод облегчает переход стали в хрупкое состояние со снижением температуры. увеличение содержания углерода на 0,1% повышает температуру перехода с в вязкой в хрупкое состояние примерно на 20 С.
С увеличением концентрации углерода до 0,8 ... 0,9% прочность углеродистых сталей постепенно растет. Однако дальнейшее увеличение содержания углерода уменьшает прочность, что объясняется хрупким разрушениям цементитной сетки, которая образуется на пределах бывших зерен аустенита.

Одновременно с увеличением состава углерода в сталях и чугунах растут удельное электрическое сопротивление и коэрцитивная сила, но уменьшаются их теплопроводность, плотность, магнитная проницаемость и остаточная индукция.
На технологических свойствах железоуглеродистых сплавов увеличение содержания углерода сказывается отрицательно: ухудшается способность сварки, обработки резанием и пластической деформации в горячем и особенно в холодном состоянии.


Следует отметить, что в сталях кроме углерода как основного легирующих элемента, могут содержаться примеси: постоянные (Mg, S, P, Si), скрытые (H2, O2, N2) и случайные (Ni, Cu, Sn). Наличие примесей объясняется химическим составом исходной руды, невозможностью полного удаления некоторых примесей или их переходом в состав стали при металлургических процессов добычи железоуглеродистых сплавов.