Свойства перлита

б
а
в
0,25 мкм
Рис. 3.60. Электронно-микроскопическое изображение структуры стали Э76Ф,
находящейся в исходном состоянии; а – светлое поле; б – темное поле, полученное в
рефлексе [011]Fe3C; в – микроэлектронограмма, стрелкой указан рефлекс, в котором
получено темное поле.
б
0,5 мкм
а
б
в
0,25 мкм
0,25 мкм
0,25 мкм
Рис. 4.4. Электронно-микроскопическое изображение структуры стали
Э76Ф в исходном (перед облучением электронным пучком) состоянии.
а
б
250 нм
250 нм
в
250 нм
г
250 нм
Рис. 3.73. Электронно-микроскопическое изображение структуры стали
Э76Ф в слое, расположенном на расстоянии ~100 мкм от поверхности
облучения.
250 нм
0,25 мкм
500 нм
0,25 мкм
Для эвтектоидной стали с перлитной структурой установлено [207, 208], что
предел текучести определяется размером ферритного промежутка в перлите
или расстоянием между цементитными пластинами . Эта закономерность
выражается уравнением, аналогичным уравнению Петча:
 т   i  k y 1 / 2
В. Н. Гриднев, В. Г. Гаврилюк и Ю. Я. Мешков [209], критически оценив ряд
экспериментов, пришли к выводу, что прочность стали определяется не
кратчайшим расстоянием между пластинами цементита в перлите, а
величиной «эффективной линии скольжения» в феррите с, которая связана
со
средним
значением
межпластинчатого
расстояния
в
перлите
соотношением
с = 4,75.
В соответствии с данными работы [209] в уравнение (38) должна входить
величина с, тогда оно примет вид:
 Т   i  k y (4,75) 1/ 2
(1)
Это уравнение позволяет оценить прочность при полностью перлитной
структуре. В рассматриваемых феррито-перлитных сталях процент перлита
не превышает 20…25%. Поэтому, казалось бы, величину П таких сталей
можно оценить, умножив второй член уравнения (39) на долю перлита П.
Тогда
 П  k y (4,75) 1/ 2 П
(2)
Чаще всего в низколегированных сталях межцементитное расстояние в
перлите  = 0,1…0,5 мкм. Считая, по данным, что значения ky могут
находиться в пределах 1,5…2,5, приняв П = 0,15 и  = 0,2, получим, что
упрочнение за счет перлитной составляющей по формуле (2) П = 7…12
кгс/мм2. Такие значения П являются завышенными. Действительно, оценка
прочности по формуле (1) справедлива для стали с чисто перлитной
структурой. Модификация этой формулы для учета вклада перлитной
составляющей в прочность феррито-перлитной стали, как это сделано в
формуле (2), очевидно, неверна. Дело в том, что феррито-перлитная
структура представляет собой смесь двух фаз, и относительно небольшая
доля перлитной составляющей должна рассматриваться как жесткое
включение в более мягкой матрице. При достижении предела текучести
феррито-перлитной стали процесс пластической деформации начинается в
феррите, а перлит при таком напряжении практически не претерпевает
деформации. Поэтому расчет упрочнения по формуле (2) не дает реальных
значений П.
Во многих работах вклад перлитной составляющей в предел текучести стали
с ферритной основой учитывается путем умножения эмпирического
коэффициента на процент перлита в стали. Приводимые значения этого
коэффициента, по данным различных работ, достаточно близки: 0,23 [192];
0,24 [211]; 0,25 [206]. С учетом приведенных данных расчет упрочнения за
счет перлита следует вести по формуле
П = 0,24%П,
(3)
где %П — процент перлитной составляющей в объеме стали.
Для примера, приведенного выше, расчет по формуле (3) дает значения П =
3,б кгс/мм2, т. е. значительно меньше, чем при расчете по формуле (2).