Дефектные структуры стали

На рис.4.8 а,б показаны микроструктуры, часто встречающиеся на практике в неотожженном литье и в сильно перегретой кованой стали. Феррит в низко- и среднеуглеродистых сталях (как и цементит в высокоуглеродистых) при повышенных скоростях охлаждения и перегревах выделяется не только по границам зерен в виде сетки (рис.4.8 а), но также и внутри зерен по плоскостям, разориентированным на 60, 120° (рис.4.8б) такая структура является браком и называется Видманштетовая структура.

Структура характеризуется тем, что кроме пограничных выделений избыточного феррита(или цементита) имеются игольчатые ориентированные выделения, хорошо видные на фоне темного перлита. В итоге феррит (цементит) образует 2 структурные составляющие: 1) непрерывную матрицу вдоль границ зерен перлита (бывшего аустенита) и 2) игольчатые ориентированные включения, расположенные внутри перлитных включений.

Полосчатая структура в стали после горячей деформации также является одним из видов брака. Полосчатость создает неоднородные механические свойства вдоль и поперек прокатки, ухудшает обрабатываемость стали резанием и вызывает массовый брак при холодной штамповке. Особенно вредна полосчатость, связанная с неметаллическими включениями. Такое действие неметаллических включений (силикатов, сульфидов марганца) обусловлено тем, что нити неметаллических включений, образовавшиеся при кристаллизации обогащают металл кремнием, вследствие чего происходит вытеснение углерода из этого слоя, что облегчает образование феррита.

На рис.4.8 в показан шлиф с боковой поверхности (направление прокатки горизонтально относительно фото; обжатие при прокатке - вертикально). Внутри светлого феррита видны удлиненные включения (строчки) сульфидов.

На рис. 4.9 представлена структура стали марки 80 с обезуглераживанием. С поверхности стали (слева) углерод "выгорел" в результате окисления кислородом. Вблизи поверхности структура состоит из феррита (светлый) с небольшим количеством перлита (темный). В глубине образца сталь состоит целиком из перлита, что соответствует номинальному химическому составу (0.8%С).