Содержание углерода в заэвтектоидных сталях составляет

Тест с ответами по металловедению – пройти тест онлайн бесплатно

Авторам

8-800-333-85-44

Оформить заявку

Вход

Справочник
Онлайн-калькуляторы
Тесты с ответами

Выполним любые типы работ

Дипломные работы
Курсовые работы
Рефераты
Контрольные работы
Отчет по практике
Эссе

Машиностроение и материалообработка

Контрольная работа

от 1 дня /
от 100 руб
Курсовая работа

от 5 дней /
от 1800 руб
Дипломная работа

от 7 дней /
от 7950 руб
Реферат

от 1 дня /
от 700 руб
Онлайн-помощь

от 1 дня /
от 300 руб

Оставляй заявку — и мы пройдем все тесты за тебя!

Микроструктурный анализ углеродистой стали | Материаловедение

Сплавы железа с углеродом, содержащие углерода до 0,025%, называют технически чистым железом. Его структура состоит из светлых зёрен феррита, разделённых границами тёмного цвета. Железоуглеродистые сплавы, содержащие углерод от 0,025 до 2,14%, называются сталями.
Микроструктура углеродистых сталей, полученная после медленного охлаждения (отжига), характеризуется равновесным состоянием, т.е. состоянием, при котором все диффузионные процессы в сплаве полностью завершены. Эта микроструктура может быть определена по левой нижней части диаграммы состояния «железо-цементит» (рисунок 1).

Рисунок 1 - «Стальной» участок диаграммы состояния сплавов «железо-цементит» («железо-углерод»)

Рисунок 2 - Схемы микроструктур углеродистых сталей в равновесном состоянии

По структуре в равновесном (отожженном) состоянии в зависимости от содержания углерода стали делятся на доэвтектоидные, эвтектоидные и заэвтектоидные.
Доэвтектоидные стали содержат от 0,025 до 0,8% углерода и имеют структуру, состоящую из феррита (светлые зёрна) и перлита (тёмные зёрна). Количество перлита в стали изменяется пропорционально содержанию углерода, (рисунок 2).
Эвтектоидная сталь содержит 0,8% углерода. Структура стали, состоит из зёрен перлита ( эвтектоида ), а зёрна перлита (механическая смесь перлита и цементита) – из чередующихся пластинок феррита и цементита. Такой перлит называется пластинчатым в отличие от зернистого перлита, в котором кристаллики цементита имеют округлую форму (рисунок 2).
Заэвтектоидные стали содержат от 0,8 до 2,14% углерода. Структура стали, состоит из зёрен перлита, окружённых сеткой (оболочкой) вторичного цементита, имеющего белый цвет. Ширина цементитной сетки изменяется пропорционально содержанию углерода. Выделение вторичного цементита по границам зерен перлита нежелательно, так как такая структура обладает повышенной хрупкостью и плохо обрабатывается резанием
По структуре стали, находящейся в равновесном состоянии, можно с достаточной, для практических целей точностью определить процентное содержание углерода, а затем установить примерную марку стали. Этот метод основан на определении величины площадей, занимаемых на микрошлифе ферритом, перлитом и цементитом с последующим расчетом процентного содержания углерода. Принимают содержание углерода в феррите равным нулю, в 100% перлита – 0,8%, а в 100% цементита – 6,67%.
Например, пусть в доэвтектоидной стали перлит занимает примерно 30% всей площади микрошлифа, а феррит – 70% (рисунок 2). Тогда содержание углерода в стали можно определить из пропорции:

Такое содержание углерода в среднем имеет углеродистая конструкционная, качественная сталь марки 25 (ГОСТ 1050-88). Марки углеродистой конструкционной и инструментальной стали и их химический состав приводятся в таблице 1 и 2. Определение содержания углерода по структуре заэвтектоидной стали приводит к большой погрешности вследствие трудности оценки величины площади, занимаемым вторичным цементитом.

Таблица 1 Марки и химический состав углеродистой конструкционной качественной стали по ГОСТ 1050-88.

Примечания:
1. В обозначении марки стали цифры означают среднее содержание углерода в сотых долях процента. По степени раскисления сталь обозначают: кп – кипящая, пс – полуспокойная, без индекса – спокойная.
2. В стали всех марок содержание серы допускается не более 0,040%, фосфора – не более 0,035%.

Таблица 2 Марки и химический состав углеродистой инструментальной стали по ГОСТ 1435-74.

Примечания:
1. К группе качественных сталей относятся марки стали без буквы А.
К группе высококачественных сталей, более чистых по содержанию серы и фосфора, а также примесей других элементов - относятся марки стали с буквой А.
2. Буквы и цифры в обозначении марок означают:
У – углеродистая, следующая за ней цифра – среднее содержание углерода в десятых долях процента.
Г – повышенное содержание марганца.

заказ решения заданий по материаловедению. Решение предоставляется в печатном виде (в Word) с детальными комментариями.

Краткое изложение фазовых превращений стали

В данной статье дается краткое изложение фазовых превращений при затвердевании и охлаждении стали.

1 ВВЕДЕНИЕ
2 Отверстие
3 Фазовые преобразования в утвержденном состоянии
- 3.1 Гиперэктоидные стали
- 3.2 Гипоэктоидные стали
- 3,3 Eutectoid Steels

. подробно объяснялись микроструктурные изменения сталей при охлаждении. Поскольку эти превращения очень сложны, в этой обобщающей статье дается краткий обзор микроструктурных превращений. Более подробную информацию можно найти в статье Фазовые превращения сталей в затвердевшем состоянии (метастабильная система).

Затвердевание

Фактический процесс затвердевания в сталях происходит независимо от содержания углерода, как и в твердом растворе сплава. На фазовой диаграмме это показано в виде типичной линзообразной области между линией ликвидуса и линией солидуса. Углерод полностью растворяется в гранецентрированной кубической решетке γ-железа сразу после затвердевания. Этот твердый раствор гранецентрированного кубического железа и встроенного в него углерода называется аустенит.

В затвердевшем состоянии диаграмма состояния железо-углерод показывает типичную горизонтальную букву «К» кристаллической смеси, в которой соответствующие компоненты нерастворимы друг в друге. Обратите внимание, что углерод в железе практически нерастворим при комнатной температуре. Поэтому фазовые превращения, которые претерпевает сталь в процессе дальнейшего охлаждения, можно рассматривать по аналогии со сплавом из смеси кристаллов. Однако фазовые превращения происходят уже в застывшем состоянии!

Фазовые превращения в затвердевшем состоянии

Заэвтектоидные стали

В заэвтектоидных сталях с содержанием углерода более 0,8 % углерод в виде цементита осаждается на границах зерен при достижении предела растворимости (зернограничный цементит). Это приводит к обеднению углеродом оставшегося аустенита. В конечном итоге истощение продолжается до тех пор, пока остаточный аустенит не достигает эвтектоидного состава с содержанием углерода 0,8 % при 723°C.

Теперь при постоянной температуре 723 °C гранецентрированный кубический аустенит начинает полностью преобразовываться в объемноцентрированную кубическую ферритную структуру. Однако углерод больше не может растворяться в решетке феррита. Поэтому углерод осаждается непосредственно из феррита в виде пластинок цементита. Эта смесь эвтектоидной фазы ферритных зерен с внедренными в нее цементитными ламелями также известна как перлит .

Микроструктура заэвтектоидной стали при комнатной температуре состоит из предварительно осажденного зернограничного цементита и образовавшегося перлита.

Доэвтектоидные стали

Для доэвтектоидных сталей с содержанием углерода менее 0,8 % феррит выделяется из решетки аустенита при падении температуры ниже линии γ-α-превращения, как на грани -центрированный кубический аустенит начинает трансформироваться в объемно-центрированный кубический феррит.

Углерод, который больше не может растворяться в образовавшейся решетке феррита, диффундирует в окружающую решетку аустенита, так как он все еще может поглощать углерод (недосыщенное состояние). Это приводит к накоплению углерода в оставшемся аустените. В конечном итоге обогащение продолжается до тех пор, пока остаточный аустенит не достигнет эвтектоидного состава с содержанием углерода 0,8 % при 723 °C.

Теперь остаточный аустенит снова превращается в перлит. Обратите внимание, что образование перлита всегда одинаково, независимо от содержания углерода в стали.

Таким образом, при комнатной температуре микроструктура доэвтектоидной стали состоит из ранее отделенных зерен феррита и образовавшегося перлита.

Эвтектоидные стали

В эвтектоидной стали с ровно 0,8 % углерода аустенит с самого начала имеет эвтектоидный состав. Таким образом, перлит будет образовываться непосредственно из аустенита без процессов выделения.

Микроструктура эвтектоидной стали состоит только из зерен перлита при комнатной температуре.

Обратите внимание, что микроструктура стали всегда состоит из двух фаз феррита и цементита, независимо от того, является ли сталь доэвтектоидной (гипоперлитной) или заэвтектоидной (гиперперлитной) сталью. Это как раз и есть характеристика метастабильной системы.

Определение долей микроструктуры перлита и феррита объясняется в статье Определение долей микроструктуры и фаз.

Фазовые превращения сталей в затвердевшем состоянии (метастабильная система)

В зависимости от содержания углерода в стали в затвердевшем состоянии происходят дальнейшие фазовые превращения. Охлаждаемая микроструктура состоит из перлита и феррита.

1 Введение
2 Эвтектоидное фазовое превращение
3 Заэвтектоидное фазовое превращение
- 3.1 Ограниченная растворимость углерода в аустените
- 3. 2 Микроструктурное изменение заэвтектоидной стали
4 Доэвтектоидное фазовое превращение
- 4.1 Примечание

Введение

Как поясняется в статье Формирование микроструктуры сталей при затвердевании, углерод влияет на температуру γ-α-превращения. По мере увеличения концентрации углерода начало превращения уменьшается от 911 °С для чистого железа до более низких температур и, наконец, остается постоянным при значении 723 °С при концентрации углерода 0,8 %.

Соответственно можно выделить три различных типа стали, каждая из которых претерпевает характерные микроструктурные изменения при охлаждении:

эвтектоидные стали с содержанием углерода ровно 0,8 %!
заэвтектоидные стали с содержанием углерода более 0,8%!
доэвтектоидные стали с содержанием углерода менее 0,8%!

Различные фазовые превращения при охлаждении из аустенитного состояния более подробно описаны в следующих разделах.

Эвтектоидное фазовое превращение

Изменения микроструктуры при γ-α-превращении более подробно объясняются ниже на примере так называемой эвтектоидной стали С80 с содержанием углерода 0,8%.

После затвердевания стали в интервале температур и образования твердорастворной аустенитной структуры сталь окончательно подвергают γ-α-превращению при температуре 723 °С. Теперь гранецентрированная кубическая решетка аустенита начинает трансформироваться в объемноцентрированную кубическую решетку феррита при постоянной температуре (термическая остановка).

Так как центр куба уже занят атомом железа в ферритовой сетке, атом углерода больше не может растворяться в ней. Во время этого преобразования решетки углерод осаждается в метастабильной форме карбида железа Fe ₃ C (цементит). Из-за относительно низкой температуры 723 °C осажденные атомы медленны и поэтому не могут перемещаться на большие расстояния. Поэтому они осаждаются непосредственно из решетчатой структуры и осаждаются рядом друг с другом в пластинчатой структуре.

После полного превращения аустенита в феррит углерод (почти) полностью отделяется от решетки железа. Бывшие зерна аустенита теперь превратились в зерна феррита с внедренными пластинками цементита. Эта пластинчатая двухфазная смесь феррита и цементита также известна как перлит из-за перламутрового блеска под микроскопом.

Перлит – смесь эвтектоидных фаз, образовавшаяся при 723 °С, состоящая из пластин феррита и вкрапленных цементита!

Обратите внимание, что при γ-α-превращении меняется и внешняя форма зерен! В то время как аустенит является более полиэдрическим и, следовательно, имеет угловатую структуру зерен, зерна перлита имеют довольно округлую форму. Полиэдрическая форма аустенита обусловлена повышенным образованием так называемых двойниковых границ зерен. Изменение формы зерен при γ-α-превращении используют, например. во время так называемой нормализации для устранения неравномерно крупных зерен в микроструктуре и, таким образом, достижения однородного измельчения зерен.

Благодаря своей пластинчатой структуре перлитная структура очень похожа на эвтектическую структуру сплава с нерастворимыми друг в друге компонентами. Разница лишь в том, что эвтектика образуется из жидкого состояния, а перлитная структура формируется из уже затвердевшего состояния. В отличие от этого, эта фазовая смесь поэтому называется не эвтектической, а эвтектоидной.

В данном случае сталь с содержанием углерода 0,8 %, таким образом, имеет чисто эвтектоидную структуру. Поэтому такая сталь также называется эвтектоидная сталь или перлитная сталь .

Эвтектоидные стали имеют чисто перлитную структуру с содержанием углерода 0,8 % при комнатной температуре (зерна феррита с внедренными пластинками цементита)!

На микрофотографии ниже показана перлитная сталь с 0,8 % углерода. Можно увидеть полосовидные внедренные цементитные ламели (темные полосы) в зернах феррита (светлые области между ними).

Однако чисто эвтектоидная перлитная структура присутствует только в том случае, если содержание углерода в стали точно равно 0,8 %. Влияние более высокой концентрации углерода на структуру стали более подробно рассматривается в следующем разделе.

Заэвтектоидное фазовое превращение

Ограниченная растворимость углерода в аустените

Даже в случае заэвтектоидных сталей с содержанием углерода более 0,8 % микроструктура изначально присутствует в виде чистой структуры твердого раствора сразу после затвердевания (аустенит ).

Хотя углерод относительно хорошо растворяется в этой аустенитной структуре, его растворимость не безгранична. Атомы углерода относительно велики по сравнению с зазорами в центре гранецентрированных кубических элементарных ячеек. Если предположить, что атомы железа соприкасаются со сферами, в середине куба есть зазор, в который помещается сфера с максимальным диаметром, в 0,4 раза превышающим диаметр атомов железа. Однако атомы углерода имеют диаметр примерно в 0,6 раза больше.

Это означает, что атомы углерода на самом деле слишком велики, чтобы легко поместиться в середине элементарной ячейки. В результате вблизи внедренных атомов углерода возникают искажения решетки. Наконец, никакие дополнительные атомы углерода не могут быть включены в область искаженной решетки, потому что искажения решетки слишком велики. Только через определенные промежутки времени могут снова накапливаться дополнительные атомы углерода. Таким образом, растворимость атомов толстой кишки в γ-железе ограничена.

Максимальное количество атомов углерода, которое может быть растворено в решетке аустенита, в значительной степени зависит от температуры. Например, более низкая температура также означает уменьшение вибрации решетки, и, таким образом, пространство внутри элементарных ячеек также становится меньше с понижением температуры. В результате в микроструктуре аустенита может быть растворено меньше атомов углерода. Следовательно, растворимость атомов углерода уменьшается с понижением температуры! И наоборот, более высокая температура означает более высокую растворимость.

Растворимость углерода в аустените уменьшается с понижением температуры!

Максимально возможная растворимость углерода в аустените показана при температуре 1147 °С при 2,06 %. Каждая 2-3-я элементарная ячейка (элементарная ячейка) занята атомом углерода. При понижении температуры растворимость непрерывно снижается, и непосредственно перед распадом аустенита в объемно-центрированную кубическую решетку при 723 °С растворимость составляет не более 0,8 %. Атомы углерода находят место только в каждой 6-7 элементарной ячейке.

Используя предел растворимости, показанный на диаграмме железо-углерод (называемой линией сольвуса ), можно окончательно определить соответствующее максимальное содержание углерода, подлежащее растворению, для любой другой температуры в аустените. Например, при температуре 1000 °C максимальная растворимость углерода составляет около 1,6 %, тогда как растворимость при 940 °C составляет всего около 1,4 % и даже упала до 1,0 % при 800 °C.

Изменение микроструктуры заэвтектоидной стали

Из-за ограниченной растворимости микроструктурные изменения происходят при охлаждении заэвтектоидных сталей, как только предел растворимости превышается, так как в этом случае сталь, очевидно, содержит больше углерода, чем реально может раствориться решетчатая структура. На примере стали с 1,4 % углерода (С140) происходящие микроструктурные изменения более подробно описаны ниже.

Сначала заэвтектоидная сталь затвердевает, как и любая другая сталь, в виде твердого раствора в определенном диапазоне температур. Из-за высоких температур сразу после затвердевания весь углерод первоначально полностью растворяется в микроструктуре аустенита.

Наконец, начиная с температуры 1147 °C растворимость начинает непрерывно уменьшаться в соответствии с отмеченной линией сольвуса. При 1000 °C максимальная растворимость составляет всего около 1,6 %. Однако, поскольку рассматриваемая сталь имеет более низкое содержание углерода 1,4 %, весь углерод остается растворимым в решетке аустенита. Поскольку сталь теоретически может растворять еще больше углерода, это состояние называется недонасыщенным состоянием .

Наконец, максимальная растворимость еще больше снижается с понижением температуры и упала до 1,4 % при 940 °C. Точка состояния находится точно на пределе растворимости. При этой температуре весь углерод, содержащийся в стали, может полностью раствориться в решетке аустенита. Поскольку решетка аустенита полностью насыщена углеродом, это состояние также называют насыщенным состоянием .

Если охлаждение продолжается, содержание углерода в стали выше максимальной растворимости. Это становится понятно, например, при взгляде на температуру 800 °С. Согласно линии сольвуса, при этой температуре в решетке аустенита может быть растворено лишь около 1,0 % углерода; однако сталь имеет содержание углерода 1,4 %. Микроструктура, очевидно, должна каким-то образом измениться при превышении предела растворимости (фазовое превращение). В противном случае в решетке аустенита было бы больше углерода, чем могло бы быть растворено в ней.

Если сталь находится в так называемом пересыщенном состоянии вскоре после падения ниже линии сольвуса (т. е. в решетке растворено больше углерода, чем она может фактически поглотить), «слишком много» углерода осаждается из решетки аустенита . В метастабильной системе эта сегрегация углерода происходит в виде цементита (Fe ₃ C).

Осаждение цементита предпочтительно происходит в энергетически благоприятных местах, таких как границы зерен, поэтому осажденный цементит также называют зернограничный цементит . Также часто используется термин вторичный цементит .

Обратите внимание, что цементит не осаждается в пластинчатой форме в середине решетчатой структуры, как в случае образования перлита, поскольку выделение цементита при образовании перлита вызвано трансформацией решетчатой структуры. Однако при превышении предела растворимости структура решетки аустенита сохраняется, т. е. превращения решетки не происходит. Таким образом, механизмы выделения цементита при перлитообразовании и при превышении предела растворимости принципиально различны!

В заэвтектоидных сталях нерастворимая часть углерода в решетке аустенита выделяется в виде цементита на границах зерен при охлаждении (зернограничный цементит)!

Выпадение цементита на границах зерен в конечном итоге сопровождается изменением энергетического состояния. Тепло выделяется в сети для противодействия внешнему охлаждению. Поэтому скорость охлаждения замедляется даже при превышении предела растворимости (сглаженная кривая охлаждения).

Если превышен предел растворимости, при дальнейшем охлаждении в аустените может растворяться все меньше и меньше углерода. По мере дальнейшего охлаждения на границах зерен выделяется все больше и больше цементита. Это гарантирует, что аустенит всегда будет насыщен углеродом в соответствии с его растворимостью. Поэтому при превышении предела растворимости концентрация углерода в аустените всегда соответствует максимально возможной растворимости. Это, конечно, требует, чтобы охлаждение было настолько медленным, чтобы углерод также успел выпасть в осадок. Только так всегда можно достичь состояния термодинамического равновесия.

Если сталь теперь дополнительно охлаждается, максимальная растворимость и, следовательно, содержание углерода в аустените уменьшаются все больше и больше, пока, наконец, не достигнет эвтектоидного состава 0,8 % углерода при 723 °C. В принципе, аустенит в этом случае ведет себя как эвтектоидная сталь, содержащая ровно 0,8 % углерода.

При постоянной температуре 723 °C аустенит начинает распадаться на перлит по мере того, как гранецентрированная кубическая аустенитная решетка трансформируется в полностью нерастворимую объемноцентрированную кубическую структуру феррита. Углерод осаждается непосредственно из структуры решетки в виде ламелей цементита.

При осаждении цементита содержание углерода в аустените уменьшается до достижения эвтектоидного состава при 723 °C, после чего аустенит превращается в перлит.

После этого окончательного микроструктурного преобразования процесс охлаждения окончательно завершается, и микроструктура заэвтектоидной стали состоит из зерен перлита (зерен феррита с внедренными пластинками цементита) и цементита, ранее выделенного на границах зерен.

При комнатной температуре заэвтектоидные стали имеют перлитную основную микроструктуру (зерна феррита с внедренными пластинками цементита) с дополнительно выделенным цементитом на границах зерен!

На приведенной ниже микрофотографии показана заэвтектоидная сталь с 1,0 % углерода (C100). Можно увидеть зерна перлита (темные) и цементит (белый), выпавшие на границах зерен. Тонкие чешуйки цементита в перлите трудно растворить при световой микроскопии, поэтому они часто кажутся монохромными.

Помимо заэвтектоидных сталей с содержанием углерода более 0,8 %, существуют также стали с содержанием углерода менее 0,8 %. Затем их называют доэвтектоидные стали . В таких сталях в процессе охлаждения происходят другие микроструктурные превращения. Они обсуждаются более подробно в следующем разделе.

Доэвтектоидное фазовое превращение

Далее будет рассмотрено охлаждение доэвтектоидной стали . Сталь называется доэвтектоидной, если содержание углерода в ней менее 0,8 %. В качестве примера следует более подробно пояснить микроструктурные превращения доэвтектоидной стали с 0,4 % углерода.

Сначала доэвтектоидная сталь снова затвердевает, как и любая другая сталь, в виде чистого твердого раствора. Углерод изначально полностью растворим в аустенитной структуре.

В основном доэвтектоидная сталь имеет слишком мало углерода, чтобы превысить максимальный предел растворимости углерода в аустените. При самой низкой возможной температуре 723 °C, выше которой аустенит даже существует, (минимальная) растворимость углерода в аустените составляет уже 0,8 %. Следовательно, растворимость углерода всегда выше, чем содержание углерода в доэвтектоидных сталях.

Это хорошо видно из фазовой диаграммы при вводе сплава в виде соответствующей линии. В принципе, все доэвтектоидные стали никогда не достигнут предела растворимости и даже не превысят его. Весь углерод остается растворимым в аустенитной решетке доэвтектоидных сталей в любое время (по крайней мере, пока существует аустенит). Аустенитная микроструктура постоянно находится в недосыщенном состоянии, так как в ней могло быть растворено больше углерода, чем вообще содержится в стали!

В доэвтектоидных сталях весь углерод остается растворимым в решетке аустенита!

Таким образом, микроструктурное превращение доэвтектоидной стали определяется не пределом растворимости, как в заэвтектоидных сталях, а скорее γ-α-превращением. Хотя углерод в железе вызывает сдвиг γ-α-превращения в сторону более низких температур по сравнению с чистым железом, оно все же начнется при определенной температуре. Начало превращения решетки можно увидеть по красной линии превращения на фазовой диаграмме железо-углерод, которую каждая доэвтектоидная сталь в конечном итоге пересекает при охлаждении.

Это превращение происходит уже не при постоянной температуре, как в случае чистого железа, а в диапазоне температур. Поэтому γ-α-превращение снова содержит на диаграмме двухфазную область, в которой микроструктура состоит из частей уже превращенного феррита и остаточного аустенита.

В доэвтектоидных сталях части аустенита при охлаждении сначала превращаются в нерастворимый в углероде феррит!

Поскольку углерод в уже преобразованном α-железе больше не может растворяться, он вытесняется из объемно-центрированного кубического феррита. Однако окружающая аустенитная структура все еще способна поглощать сегрегированный углерод из-за его ненасыщенного состояния.

Например, в начале преобразования решетки аустенит может поглощать до прибл. 1,0 % углерода при 800 °С; однако в рассматриваемой стали содержание углерода составляет всего 0,4 %. Таким образом, в аустените еще остается достаточно места для поглощения смещенных атомов углерода. Поэтому углерод, выделяющийся из решетки феррита, диффундирует в соседний остаточный аустенит.

В отличие от заэвтектоидных сталей углерод не откладывается в виде цементита на границах зерен, а поглощается окружающим аустенитом при γ-α-превращении!

При дальнейшем охлаждении ферритные зерна растут, так что все больше и больше углерода диффундирует в окружающие аустенитные зерна. Это приводит к соответствующему обогащению содержания углерода в аустените. Соответствующие концентрации могут быть определены, как это обычно бывает в двухфазных областях, после приближения к фазовой границе и последующего проведения вертикальной линии на оси концентрации. Например, при 750 °C содержание углерода в аустените увеличилось до прибл. 0,6 %, в то время как концентрация углерода в феррите, конечно, равна 0 % из-за неучтенной растворимости.

При дальнейшем охлаждении и, следовательно, увеличении образования феррита углерод в остаточном аустените накапливается все больше и больше. При 723 °C содержание углерода наконец увеличилось до 0,8 %. Остаточный аустенит теперь достиг эвтектоидного состава и полностью насыщен, т. е. больше не может поглощать углерод. Остаточный аустенит теперь ведет себя как эвтектоидная сталь и, наконец, начинает превращаться в эвтектоидный перлит при постоянной температуре.

За счет превращения феррита из аустенита он обогащается углеродом до достижения эвтектоидного состава при 723 °С и остаточного аустенита превращается в перлит.

Таким образом, оставшийся аустенит также претерпевает решеточное превращение в нерастворимую в углероде ферритную структуру. Углерод, ранее растворенный в решетке аустенита, образует цементит соединения карбида железа, который выделяется в пластинчатой форме из остаточного аустенита во время превращения решетки.

При комнатной температуре доэвтектоидные стали имеют перлитную основную структуру (зерна феррита с внедренными пластинками цементита) с ранее сформированными зернами феррита!

На приведенном ниже микроснимке показана доэвтектоидная сталь с 0,45 % углерода (сталь C45, подвергнутая закалке и отпуску). Видны зерна феррита (белые) и зерна перлита (темные полосы). Для сравнения показана микроструктура доэвтектоидной стали с более высоким содержанием углерода 0,60 % (закаленная и отпущенная сталь С60). Из-за более высокой концентрации углерода С60 также имеет значительно более высокое содержание перлита в микроструктуре.

Примечание

Обратите внимание, что γ-α-превращение всегда завершается при 723 °C независимо от фактической концентрации углерода в стали, так как остаточный аустенит всегда достигает эвтектоидного состава с содержанием углерода 0,8 % при этой температуре.