Железоуглеродистые сплавы являются важнейшими спла­вами, широко применяемыми в различных отраслях народно­го хозяйства для изготовления деталей машин и конструк­ций, поэтому изучению их строения, свойств и методам полу­чения у них этих свойств нужно уделить большое внимание.

Изучение данной темы нужно начать с рассмотрения свойств и строения чистого железа при различных темпера­турах, его полиморфизма. Изучить свойства чистого углеро­да, уделив особое внимание графиту, и взаимодействие угле­рода с железом.

Диаграмму состояния сплавов системы железо-цементит нужно научиться анализировать по основным точкам, линиям, областям, знать условия образования и существования равно­весных фаз сплавов железа с различным содержанием угле­рода и их свойства. Иметь представление о стабильной диаг­рамме железо-графит и условиях образования свободного графита в железоуглеродистых сплавах.

Вопросы для самопроверки

1. Кто из ученых считается основоположником диаграммы сплавов системы железо-цементит?

2. Вычертите диаграмму сплавов системы железо-цемен­тит и покажите, какие структуры существуют в равновесном состоянии у железоуглеродистых сплавов при различных тем­пературах.

3. Какие фазы образуются в системе сплавом Fе—Fе₃С и Fе—С?

Углеродистые стали

Уяснить влияние углерода и постоянных примесей на мик­роструктуру, механические и технологические свойства стали. Изучить современную классификацию и маркировку сталей, но назначению и качеству согласно ГОСТ 380—88, ГОСТ 1050—88, ГОСТ 1435—90 и области их применения.

Вопросы для самопроверки

1. Как влияют углерод и постоянные примеси на свойства углеродистых сталей?

2. Как классифицируются и маркируются углеродистые стали?

Чугуны

Изучить влияние углерода и примесей на строение и свой­ства чугуна. Разобраться с условиями графитизации чугуна, получением, строением и свойствами белого, серого, ковкого и высокопрочного чугуна, их маркировкой по ГОСТ 1412—85. ГОСТ 1215—79. ГОСТ 7293—85 и областью их применения.

Вопросы для самопроверки

1. Как влияют углерод и примеси на строение и свойства чугунов?

2. Как классифицируются и маркируются чугуны?

Легированные стали

Изучение этой части начните с классификации примесей. Рассмотрите влияние легирующих элементов на полиморфизм железа, на свойства феррита и аустенита, на положение кри­тических точек, структуру и свойства стали. Разберитесь, ка­кие элементы образуют в стали карбиды, что они собой представляют, как влияют на ее свойства. Уясните основные де­фекты, встречающиеся в легированной стали. Внимательно разберитесь с классификацией и маркировкой легированной стали по ГОСТ 4543—71.

Вопросы для самопроверки

1. Как влияют легирующие элементы на критические точ­ки, структуру и свойства стали?

2. Как классифицируются и маркируются легированные стали по ГОСТ?

Термическая обработка стали

2.1.3.1  Основы теории термической обработки стали

Изучение теории термической обработки, которая строит­ся на основе общей теории фазовых превращений переохлаж­денных систем, нужно начать с повторения материала по тео­рии сплавов. Представив мысленно, что любая термическая обработка заключается в нагреве сплава, выдержке и охлаж­дении разберите процессы, происходящие в сплавах поэле­ментно. Сначала уясните, как происходит образование зерна аустенита при нагреве, какие наблюдаются разновидности его роста при этом (наследственная величина зерна в стали), что такое действительное зерно и как определяется его вели­чина. Затем рассмотрите, что происходит при выдержке стали при температурах образования аустенита. Только после изучения этих превращений перейдите к рассмотрению пре­вращений аустенита при охлаждении, Здесь нужно внима­тельно разобраться, что собой представляет перлитное пре­вращение, мартенситное и промежуточные превращения. Все эти превращения рассмотрите по диаграмме изотермического превращения аустенита для эвтектоидной стали, уясните ее теоретическое и практическое значение. Разберитесь с превращениями аустенита при непрерывном охлаждении.

Вопросы для самопроверки

1. Что понимают под «наследственностью» зерна аустенита в стали, ее разновидности?

2. Какие происходят превращения в стали при ее охлаж­дении?