Феррит

Феррит (от лат. ferrum – железо) – это структурная составляющая, фаза железоуглеродистых сплавов (чугун, сталь). При 911-769°C феррит парамагнитен; от 769°C до абсолютного нуля – ферромагнитен. Феррит - твёрдый раствор углерода (до 0,02%) и других элементов в α-железе. Растворимость углерода в α-железе ничтожно мала. В феррите могут быть растворены Si, Mn, P и другие элементы.

Примечание: Определение феррита как твёрдого раствора углерода в α-железе оправдано лишь при рассмотрении диаграммы Fe-C. Чистейшее железо, содержащее следы углерода, а также различные безуглеродистые сплавы железа с ОЦК решёткой имеют согласно современной терминологии структуру феррита [2].

Феррит образует твёрдый раствор внедрения с углеродом, с легирующими элементами феррит образует твёрдый раствор замещения (как и аустенит).

Структура феррита

Феррит имеет кубическую объёмно-центрированную решётку (ОЦК решетка).

Период ОЦК решётки α-Fe равен 0,2862 нм при 20°C и линейно возрастает до 0,2899 нм при 910°C. При 796°C (точка Кюри) ферромагнитное α-Fe переходит в "немагнитное α-Fe" (точнее, в упорядоченное антиферромагнитное β-Fe). Вследствие малой растворимости углерода в α-Fe [0,02%(по массе)] период решётки и T_K феррита практически такие же, как и чистого α-Fe. Атомы углерода в феррите занимают преимущественно октапоры. Выше 1392°C γ-Fe превращается в парамагнитную δ-фазу, существующую при 1392-1536°C. Период ОЦК решётки δ-Fe равен 0,2925 нм при 1392°C и линейно растёт до 0,2935 нм при 1536°C. Температурная зависимость периода решётки для α(β) и γ-Fe различны. Период ОЦК решётки δ-феррита с повышением температуры увеличивается сильнее, чем α(β)-фазы и, по-видимому, растёт с увеличением содержания углерода.

Пример структуры феррита представлен на фотографии.

Твердость феррита

Феррит мягок и пластичен. Твёрдость феррита меняется при растворении в нём различных легирующих элементов. Значения твёрдости ферррита могут меняться от 80 до 250 [2], в зависимости от содержания легирующих элементов и способа термической обработки. При этом твёрдость феррита практически не зависит от скорости охлаждения при легировании одними элементами, в то же время быстрое охлаждение при легировании другими элементами приводит к тому, что твёрдость феррита оказывается более высокой. При медленном охлаждении получается полиэдрический феррит, а при быстром охлаждении получается структура игольчатого типа - игольчатый феррит. Игольчатый феррит по внешнему виду похож на бейнит. Твёрдость игольчатого феррита на HB 100-150 выше твёрдости полиэдрического феррита.