В результате отжига с длительной выдержкой стали при повышенной температуре (до 720°) или закалки с последующим высоким отпуском пластинчатый перлит переходит в более устойчивый глобулярный. При малом содержании углерода в стали и избытке феррита структура представляет зерна перлита, окруженные ферритом.
По площади, занятой ферритом и перлитом на поверхности шлифа, при известном навыке можно на глаз определить, сколько углерода содержится в стали. Если на микрофотографии площади, занятые ферритом и перлитом, равны между собой, сталь содержит 0,5 • 0,83 = 0,4% С.

На рис. 4-6 показана микроструктура углеродистой стали с различным содержанием углерода после медленного охлаждения от температур выше Ас3.

Микроструктура углеродистой стали с 0,35% С

Рис. 4 Микроструктура углеродистой стали с 0,35% С х250

До содержания 0,4% С площадь, занимаемая ферритом, преобладает над площадью, занимаемой перлитом (рис. 4), при 0,4% С площади эти равны, а при содержании более 0,4% С феррит выпадает лишь в виде оторочки - сетки вокруг зерен перлита (рис. 5). При охлаждении стали, начиная с температур, соответствующих линии GOS, выпадающий феррит концентрируется на границах зерен аустенита, который при температуре Ar1 переходит в перлит, но распределение структурных составляющих, получавшееся ранее, сохраняется.

Оторочка феррита вокруг зерен перлита

Рис. 5 Оторочка феррита вокруг зерен перлита х200

В заэвтектоидной стали при содержании свыше 0,83% С перлит оказывается окруженным не мягким ферритом, а твердым цементитом, в связи с чем резко изменяются и свойства стали. На рис. 6 цементит виден при увеличении в 500 раз в виде темной сетки, окружающей перлитные зерна в стали, содержащей 1,2% С. Шлиф был протравлен пикратом натрия, и поэтому цементит окрасился в темный цвет. При травлении кислотой он остался бы блестяще-белым.

Оторочка феррита вокруг зерен перлита

Рис. 6 Сетка цементита между зернами перлита (1,2% С).
Травлено пикратом натрия х500

Цементит (Fe3C) - очень твердое химическое соединение: он содержит лишь 6,7% С. Прибавка к стали 1% С равносильна прибавке 15% твердого цементита, и поэтому введение нескольких десятых долей процента углерода резко изменяет и структуру и свойства углеродистой стали. При содержании в железе свыше 2% химически связанного углерода (в виде цементита) получаются так называемые белые чугуны; На рис. 7 изображена микроструктура белого чугуна с 3% С.