Взгляды на сплавы железа с углеродом до 1800 года. Установление теории растворов и первая диаграмма Fe-С Робертс-Аустена, страница 18

Второй диаграммой железо — углерод (в координатах температура—химический состав) была диаграмма, опубликованная в 1896 г. Совером [232]. Эта диаграмма (рис. 10) была частичной диаграммой, так как изображала только превращения, происходящие в сталях в твердом состоянии. Совер показал на ней положение критических точек, обнаруженных при охлаждении стали с разным содержанием углерода, опираясь на результаты опытов Осмонда [146], Хоу [199], Робертс-Аустена [185], Арнольда [202] и собственных. Поскольку результаты указанных исследований значительно расходились, Совер показал соответствующие изменения на диаграмме не в виде линий, а в виде заштрихованных полос, представляющих собой области температур, в которых происходят соответствующие изменения. «Такова скромное начало настоящей диаграммы»,— писал Совер 30 лет спустя [595, 767], игнорируя диаграмму Маннесмана 1879 г.

Рис.  10.

Однако первые попытки построения полной диаграммы железо—углерод предпринял только Робертс-Аустен [241, 2551 в 1897— 1899гг,

Диаграмму Робертса-Аустена 1897 г. многие позднейшие авторы считали фактически первой диаграммой железо — углерод.

VII. ДАЛЬНЕЙШИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

КОЛИЧЕСТВЕННОЙ СТОРОНЫ СОСУЩЕСТВОВАНИЯ ЖЕЛЕЗА С УГЛЕРОДОМ В СПЛАВАХ Fe — С

И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМУЛЫ КАРБИДА ЖЕЛЕЗА

Начатые Карстеном [41, 47] в двадцатых годах 19 в. исследования видов углерода в сплавах Fe —С, продолженные в дальнейшем многими учеными, главным образом Бертье [54], Каро-ном [77] и Ринманом [89], не привели еще к определению вида связанного углерода. Формулы, приписываемые некоторыми исследователями, например Карстеном [47] и Бертье [54], якобы выделенному карбиду, были позднее ими же самими поставлены под сомнение [61, 55]. Через некоторое время было принято, что существуют карбиды Fe₄C и Fe₈C; Гурлит [65] считал, что серый чугун содержит карбид Fe₈C и графит, а белый чугун — только карбид Fe₄C, который при повышенных температурах может превращаться в карбид Fe₈C и графит. По мнению Таннера [90], в сплавах с низким содержанием углерода должен присутствовать карбид Fe₄C, смешанный с чистым железом. В 1875 г. Буссинголт [97] на основе своих химических опытов над белыми чугунами, полученными из шведского железа и древесного угля, приписал карбиду, заключенному в этих сплавах, формулу Fe₅C.

Насколько неуверенными были вышеуказанные формулы, свидетельствует лучше всего тот факт, что Труст и Хаутефюиль [99], проводя в 1875 г. калориметрические исследования по определению теплоты образования карбида железа и карбида марганца, не приписывали карбиду железа никакой формулы, в то время как карбид марганца представляли формулой Мп₃С.

С 1860 г. исследователи всесторонне занимались проблемой растворимости углерода в жидком железе, при этом было замечено, что растворимость углерода не является неограниченной, т. е. железо и углерод не могут давать непрерывного ряда растворов от чистого железа до чистого углерода. Содержание 5,95% С, данное в 1844 г. Карстеном, известный английский металлург Перси считал слишком высоким [81]. Дик [83] обнаружил углерод в количестве 4,56%, Райли [104] — 4,75%, Хохстэттер [82] и Перси [81] —4,63%, Маннесман [ПО] — 4,76%, а Санитер [243] — 4,81%. Эти ученые, однако, не указывали температур, при которых наблюдалась такая растворимость, в результате чего их данные не представляли для диаграммы железо — углерод особой ценности, так как, по утверждению Муасанна [271], растворимость углерода в железе зависит от температуры. Проводя плавки при высоких температурах в электропечи, Муасанн пришел к выводу, что при температуре вольтовой дуги (около 3500° С) в железе может раствориться до 40% углерода. Кроме того, эти исследователи, за исключением Санитера [243], не учитывали влияния кремния и марганца на растворимость углерода в железе.