Перлитное превращение

Это превращение диффузионное, так как состав аустенита (0,8%С) резко отличается от состава феррита (0,025%С) и цементита (6,67%С), и связано с диффузией углерода на большие расстояния.

Данное превращение подчиняется основным законам кристаллизации, то есть образуются и растут зародыши. Ведущей (в первую очередь возникающей) фазой этого превращения является цементит, так как углерод очень быстро диффундирует по порам между атомами железа, то есть углерод диффундирует быстрее, чем железо. Зародыши цементита образуются по границам зерен аустенита и растут в нутрь зерен аустенита в виде пластин (рис. 8.7).

Углерод для образования зародыша и роста пластинки цементита берется из прилегающих участков аустенита, при этом аустенит обедняется углеродом и по составу приближается к ферриту. Тем самым облегчается превращение аустенита в феррит, которое как аллотропическое превращение идет очень быстро - бездиффузионно. Поэтому рядом с пластинкой цементита растет пластинка феррита. Повторение этого процесса приводит к образованию перлитного зерна. Так получается пластинчатый перлит.

Рис. 8.7. Схема образования и роста зародышей цементита при распаде аустенита

В интервале температур 727...650оС образуются толстые пластинки феррита и цементита, то есть грубодисперсная смесь феррита и цементита, называемая перлитом (рис. 8.9,а).

Δ - межпластинчатое расстояние (включает в себя темную и светлую пластинки - это модулированная структура) составляет 0,75...1,0 мкм. Твердость перлита равна 15...25 HRC (по Бринеллю это 150...250 кг/мм²).

В интервале 650...550oС образуются более тонкие пластинки феррита и цементита, то есть мелкодисперсная смесь, называемая сорбитом (рис. 8.8.б). Межпластинчатое расстояние составляет 3.25...0,5 мкм. Твердость сорбита составляет 25...35 НRС, то есть чем тоньше пластинки феррита и цементита, тем твердость выше.

Рис. 8.8. Схема пластинчатого строения перлита (а), сорбита (б) и троостита (в)

В интервале 550...500^oС образуются очень тонкие пластинки феррита и цементита, то есть очень тонкодисперсная смесь, называемая трооститом (рис. 8.8,в). Дисперсность настолько велика, что толщину пластинок можно рассмотреть только в электронном микроскопе, то есть при очень большом увеличении. Межпластинчатое расстояние составляет 0,1...0,15 мкм, и твердость у троостита, естественно, будет выше, 35...45 HRC.