Железоуглеродистых сплавов от содержания углерода

Из диаграммы Fe–Ц (рис. 2.1.1) следует, что структуры практически всех (>0,01 %С) сплавов при нормальных температурах формируются из двух фаз – феррита (Ф) и цементита (Ц). Механические свойства этих фаз приведены выше на стр. 66.

Очевидно, что с увеличением содержания углерода в структуре сплавов возрастает количество твердого и хрупкого Ц и уменьшается количество мягкого, пластичного Ф. Твердые частицы Ц повышают сопротивление сплава пластической деформации (см. темы 1.2.2, 1.2.3). Поэтому с увеличением содержания углерода растут твердость (НВ) и прочность (s_в) сплавов, падают их пластичность (d, y) и ударная вязкость (KCU) – рис. 2.1.3.

В теме 1.1 отмечалось, что и прочность (s_в) и твердость (НВ) характеризуют сопротивление материала пластической деформации. Поэтому между

s_в и НВ существует закономерная связь

s_в = а ×НВ, (2.2)

где а = const, отличающаяся для различных сплавов (для сталей а» 0,3).

Рис. 2.1.3. Зависимость механических свойств углеродистых сталей в равновесном состоянии

от содержания углерода

С этим связана одинаковая линейная зависимость s_в и НВ от содержания углерода. Однако, как видно из рис. 2.1.3, в сплавах, содержащих > 0,8 %С, прочность при растяжении падает, а твердость продолжает расти. Это обусловлено охрупчивающим влиянием сетки Ц_II в заэвтектоидных сталях[13], которое не сказывается при измерениях твердости, т.к. при этом работает не все сечение образца (как при определении s_в), а лишь локальная область под индентором (см. тему 1.1).

Таким образом, зависимость s_в = f(С), показанная на рис. 2.1.3, - наглядное проявление "красной нити" материаловедения: с остав – с труктура - с войства (вспомним Введение).