Взгляды на сплавы железа с углеродом до 1800 года. Установление теории растворов и первая диаграмма Fe-С Робертс-Аустена, страница 13

На своих диаграммах Осмонд принимал за ординаты время отклонения стрелки гальванометра на одно деление, а абсциссы — соответствующие ему температуры. Термическая остановка выражалась острым выступом на кривой, а замедление темпа изменения температуры — изгибом кривой.

Осмонд исследовал специально подобранные сплавы с разным содержанием углерода: 0,08% —электролитическое железо, 0,16%—очень мягкая сталь, 0,29%—мягкая сталь, 0,57% — полутвердая сталь, 1,25% — твердая сталь и 4,10%—белый щведский чугун. Содержание остальных элементов (Si, Mn, P, S) во всех этих сплавах не представляло большой разницы и составляло вместе от 0,17% (для электролитического железа) до 0,38 % (для чугуна).

Для критической точки, связанной с закалкой стали, Осмонд сохранил введенное Черновым обозначение — точка а; поскольку, однако, его опыты показали, что наряду с этой точкой могут быть еще две критические точки, он различал их с помощью числовых показателей; а1, а2, и а3, причем а1 —критическая точка, соответствующая самой низкой температуре, а а3 — самой высокой температуре. Кроме того, оказалось, что соответствующие остановки во время нагревания наблюдаются при несколько иных температурах, чем во время охлаждения; Осмонд обозначил их дополнительными буквенными показателями: с — для нагревания (chauffage), r —для охлаждения (refroidissement), например, аr1, ас3 и т. д.

В связи с введенными Осмондом обозначениями критических точек необходимо обратить внимание на то, что в металловедческой литературе еще со времен Осмонда привилось ошибочное мнение, по которому обозначение остановки буквой А исходит от французского слова arret (остановка). Несмотря на то, что Осмонд сам ясно подчеркивал [146, 215], что он сохранил попросту обозначение, данное Черновым, а не вывел его от слова arret («The notation «A» does not mean «arrest»; it was introduced by Chernoff, and it appeared to me to be equitable toretain it» - «Термин «А» не должен обозначать «остановку» (arrest); он был введен Черновым, и мне кажется, что будет справедливо сохранить его» (англ. ред.).) [215], несмотря на то, что на это обращал внимание Хоу [199], а позднее Бенедикс [400], ошибочное мнение о значении символа а как обозначения критических точек продержалось до нашего времени, и его можно встретить еще и сегодня во многих учебниках металловедения в разных странах. В связи с этим стоит еще подчеркнуть, что в первых работах Осмонда критические точки были обозначены маленькой буквой а; в позднейших трудах как Осмонда, так и других исследователей привилось обозначение большой буквой А.

Из проведенных опытов Осмонд сделал следующие очень важные выводы. Критическая точка а3 понижается по мере возрастания содержания углерода, в железе сливается с а2, после чего в качестве а3-2 понижается дальше вплоть до слияния с точкой а1. Точка а2 не меняет положения вплоть до слияния с точкой а3. Критическая точка a1 наблюдается при постоянной температуре (между 660 и 695° С), независимо от содержания в железе углерода. Критические точки а3 и а2 отчетливо проявляются в электролитическом железе, почти не содержащем углерода, и, следовательно, соответствуют превращениям, происходящим в самом железе. Критическая точка a1не наблюдается в электролитическом железе. Она становится отчетливой (все длиннее остановка) по мере возрастания содержания углерода в железе до определенной границы, следовательно, отражает изменения, связанные с присутствием углерода.

Критическую точку аr3, которая проявляется тем яснее, чем чище железо, т. е. представляет изменение, свойственное самому железу, Осмонд считал той температурой, при которой происходит аллотропическое превращение железа. Критическую точку аr2Осмонд также приписывал аллотропическому превращению, однако у него были сомнения, является ли это аллотропическое превращение независимым от превращения аr3или это конец превращения аr3, замедленный из-за присутствия углерода. Поскольку аr2обозначалась на полученных диаграммах не отчетливой точкой, а скорее как интервал температур, Осмонд в первый период своих исследований склонялся ко второму объяснению.