Зависимость свойств стали от содержания углерода

Техническое железо, как видно из диаграммы состояния (рис. 5.4, а), может быть однофазным (Ф) или двухфазным (Ф + Ц_III). Округлые зерна фер­рита при протравливании шлифа 4...6-процентным раствором азотной кислоты в спирте имеют цвет светлой соломы. Светло-голубой Цщ располагается в виде тонких включений по границам зерен феррита. Феррит мягок и пластичен (σ_В = 200...300 МПа, σ_т = 120...300 МПа, δ = 30...50 %, ψ = 60...85 %, 80... 100 НВ). Цементит тверд (800 НВ) и хрупок, разрушение при растяжении происходит практически без удлинения образца.

В структуре сталей по мере увеличения содержания углерода возрастает массовая доля цементита и соответственно уменьшается доля феррита. Это приводит к повышению твердости и прочности стали, к снижению ее пластичности (рис. 2), изменению физических и технологических свойств. К технологическим свойствам сплавов относятся свариваемость, обрабатываемость резанием и давлением, стойкость к изнашиванию, восприимчивость к закалке и некоторые другие. Например, стали с содержанием углерода до 0,37 % хорошо свариваются, с повышением содержания углерода свариваемость ухудшается. Стойкость сталей к изнашиванию, наоборот, возрастает при увеличении содержания углерода в них.

Рис. 2. Зависимость механических свойств стали от содержания в ней углерода