Проблема генезиса и стабильности графита. Исследования Карпентера и Килинга (1904 г.). Вторая диаграмма Роозебума (1904 г.), страница 3

Отделяя на своей диаграмме стабильную систему железо — графит (сплошные линии) от метастабильной системы (штриховые линии) железо — карбид железа, Гейн принимал первоначально для упрощения, что графит в твердом железе не растворяется совсем (эксперименальные данные, касающиеся растворимости графита в твердом железе, не были достоверными), в результате чего изотерму стабильной эвтектики он протянул влево почти до оси ординат. Гейн оспаривал данное Робертс-Аустеном [255] и поддерживаемое Роозебумом [270], а также Карпентером и Килингом [302] толкование экспериментально установленной эвтектической линии аВС. Он утверждал, что эта линия соответствует затвердеванию метастабильной эвтектики (карбидной), а не стабильной (графитной). Гейн объяснял это тем, что экспериментально можно обнаружить только линию затвердевания эвтектики метастабильной системы, в то время как затвердевание эвтектики стабильной системы в результате склонности этой системы к переохлаждению ускользает от наблюдения термическим способом. Согласно этому в диаграмме Гейна гипотетической была не линия a'B'F', а линия а"аВс. Это представляло собой коренное изменение, введенное Гейном в диаграмму системы Fe — С.

Рис. 23

Хотя Гейн четко разделял стабильную и метастабильную системы, выражением чего была его двойная диаграмма (рис. 23), но в свете его выводов, особенно относительно склонности системы Fe — С к переохлаждению, диаграмма стабильной системы налево от эвтектической точки не имеет реального значения.

В 1905 г. опубликовал результаты своих термических и микроскопических исследований системы Fe — С Шарпи [314]. В противоположность своим же давно принятым взглядам Шарпи, на основе исследований Вюста [328] и своих собственных, указывал, что если содержание углерода в сплаве превышает 2%, выделение графита из жидкости возможно даже, когда сплав совершенно не содержит кремния, причем выделение графита происходит тем легче, чем выше содержание углерода.

Двойная диаграмма   Шарпи,   не   охватывающая   эвтектоидной части, представлена на рис. 24. От диаграммы Гейна (см. рис. 23) эта диаграмма отличается   главным образом тем, что Шарпи допустил, что графит растворяется в железе в твердом состоянии, образуя смешанные кристаллы  

(твердый   раствор).

Полученные Шарпи кривые охлаждения (подобно аналогичным кривым, полученным Бюстом [328]) указывали на то, что остановка при температуре 1150°С (у Вюста  1130° С)  представляет затвердевание   цементитной, а не графитной эвтектики, как считали Робертс-Аустен, Роозебум, Карпентер и Килинг. Значительное выделение тепла при этой температуре происходило также в сплавах, не содержащих после затвердевания графита. Поскольку Шарпи не сумел определенным образом выяснить значительной разницы между температурой затвердевания белых и серых чугунов, он допустил, что температура возникновения графитной эвтектики только на 10—15° С выше температуры образования цементитной эвтектики.

Под влиянием собственных исследований и диаграммы Шарпи, Гейн позднее изменил [335] свою точку зрения на ход изотермы стабильной эвтектики, признавая, что графит может образовывать вместе с железом твердый раствор, причем содержание графита в этом растворе изменяется по линии аЕ. Двойную диаграмму, исправленную в результате работ Шарпи, Гейн [563] позднее назвал диаграммой Гейна — Шарпи.

В 1906 г. шведский ученый Бенедикс [319] опубликовал большой труд о диаграмме состояний Fe — С, в котором, подобно Гейну и Шарли, высказал мнение, что надо различать две системы состояний Fe — С: стабильную (графитную) и метаста-бильную (цементитную). Диаграмма Бенедикса (рис. 25), хотя и была опубликована позднее диаграммы Гейна и Шарли, возникла совершенно независимо от них.