К железоуглеродистым сплавам относятся стали и чугуны. Предел усталости (выносливости) – наибольшее напряжение цикла, которое выдерживает металл без разрушения

Предел усталости (выносливости) – наибольшее напряжение цикла, которое выдерживает металл без разрушения.

Обозначается σ _-1. Измеряется в МПа.

Другой и важной характеристикой выносливости металла при циклических нагрузках является усталостная долговечность – число циклов нагружения перед разрушением при заданном напряжении.

Износостойкость – свойство материала оказывать сопротивление износу, постепенному изменению размеров и формы деталей, работающих в условиях трения.

Испытания на износ проводят на образцах в лабораторных условиях, а испытания деталей – в условиях, близких к реальным условиям эксплуатации. Величину износа образцов или деталей определяют различными способами: измерением размеров, взвешиванием и другими.

Сталь – сплав железа с углеродом при содержании углерода не более 2,14%.

Максимальное содержание углерода в железоуглеродистых сплавах составляет 6,67%.

В структуре сталей могут образовываться следующие составляющие: феррит, аустенит, цементит, перлит.

Аустенит - твердый раствор углерода в γ-Fe. Образуется из жидкости при первичной кристаллизации. Может присутствовать в структуре сталей только при высоких температурах (выше 727^оС). Максимальная растворимость углерода в γ-Fe, а следовательно максимальное содержание углерода в аустените 2,14% при 1147 ^оС. Аустенит имеет невысокую прочность и твердость и достаточно пластичен. Является однородной однофазной структурой. Обозначается буквой А. Формула аустенита Fe_γ (С).

Феррит – твердый раствор углерода в α-Fe. Образуется из аустенита при вторичной кристаллизации. Растворимость углерода в α-Fe при комнатной температуре равна 0,006%. Максимальная растворимость углерода в феррите, а следовательно максимальное содержание углерода в феррите 0,02% при 727^оС. Феррит является самой мягкой структурной составляющей. Имеет незначительную прочность и твердость, но высокую пластичность. В структуре проявляется в виде зерен правильной округлой формы. Является однородной однофазной структурой. Может присутствовать в структуре при комнатной температуре. Обозначается буквой Ф. Формула феррита Fe_α (С).

Цементит – химическое соединение железа и углерода. Формула цементита Fe₃C. В цементите содержится 6,67% углерода. Температура плавления цементита около 1240 -1250 ^оС. Цементит имеет очень высокую твердость, но обладает при этом высокой хрупкостью и практически нулевой пластичностью. Цементит является самой твердой структурной составляющей. Имеет пластинчатое строение. Является однофазной структурой. В сталях может образовываться только цементит вторичный. Обозначается буквой Ц _II.

Перлит – механическая смесь феррита и цементита вторичного. Образуется из аустенита при температуре 727^оС. Называется эвтектоидом (аналогично эвтектике, но образуется из твердой фазы). Перлит содержит 0,8% углерода. Является двухфазной структурой. Имеет пластинчатое строение (чередование пластин феррита и цементита), либо зернистое строение (после термической обработки). Может присутствовать в структуре при температурах ниже 727^оС, вплоть до комнатной. Является основной структурной составляющей сталей. Есть в структуре всех сталей независимо от содержания углерода. Обозначается буквой П. Формула перлита

(Fe_α (С) + Fe₃C).

В структуре чугунов могут образовываться следующие структурные составляющие: аустенит (также как и в сталях образуется из жидкости при первичной кристаллизации), перлит (также как и в сталях образуется из аустенита при 727^оС и может присутствовать при комнатной температуре), цементит первичный (то же, что и в сталях, но образуется из жидкости при первичной кристаллизации, обозначается Ц _I), ледебурит.