Чрезмерный перегрев, кроме появления крупного зерна, может коренным образом изменить структуру стали. Составляющие стали (феррит, перлит) в этом случае располагаются по правильным геометрическим плоскостям, соответствующим граням кристаллической решетки, образуя квадраты, ромбы и треугольники на микрошлифе. Такая структура называется видманштеттовой и указывает на сильный перегрев. При этой структуре сталь становится очень хрупкой, плохо выдерживает динамические нагрузки и непригодна для изделий более или менее ответственного назначения.

Видманштеттова структура стали

Рис. 1 Видманштеттова структура стали

Видманштеттова структура, в частности, наблюдается в метеоритах. На рис. 1 показана видманштеттова структура при малом увеличении, на рис. 2 – при большем. Феррит виден на рисунках в виде светлой сетки, но основная часть феррита расположилась внутри ячеек сетки группами параллельных светлых полос по определенным направлениям.

Видманштеттова структура стали. x50

Рис. 2 Видманштеттова структура стали. x50

Сталь может приобрести видманштеттову структуру и без перегрева, в результате увеличенной скорости охлаждения в интервале температур Ar3 – Ас1, но вид такой структуры будет несколько иным – без крупных зерен и без особо правильных геометрических фигур. Такая структура в меньшей степени вызывает хрупкость по сравнению с типичной видманштеттовой структурой, описанной выше.

Видманштетова структура и нормальная структура стали в месте сварки. x75

Рис. 3 Видманштетова структура и нормальная структура стали в месте сварки. x75

На рис. 3 изображена микроструктура стального рельсопрокатного валка. Часть шлифа имеет видманштеттову структуру, а другая – нормальную. Видманштеттова структура образовалась в месте сварки валка. Резкой границы между этими участками нет.

Структура пережженной стали

Рис. 4 Структура пережженной стали

Весьма сильный нагрев стали в окислительной среде, кроме перегрева, вызывает еще и пережог стали. В пережженной стали, помимо сильного роста зерен, наблюдается образование пленок закиси железа по границам зерен вследствие окисления стали. Связь между зернами при этом нарушается и сталь резко теряет свою прочность. На рис. 4 изображена структура пережженной стали. Массивная темная сетка – окисленные границы зерен. Пережженную сталь исправить невозможно, она становится совершенно негодной.