Появление перитектической части диаграммы железо-углерод, страница 7

Довольно неожиданную попытку дополнить эвтектоидную часть диаграммы железо — углерод посредством размещения на ней поля, соответствующего мартенситу, предпринял в 1916 г. Броневский [473]. Этот автор высказал предположение, что мартенсит является в определенном интервале температур стабильным. Это предположение опиралось на результаты измерений свободной энергии закаленных и отожженных сталей, пользуясь методом электролитического растворения их и измерения возникающей при этом электродвижущей силы. Результаты проведенных измерений показали, по мнению Броневского, что интервал температур, в которых мартенсит стабилен, может находиться только ниже интервала стабильности отожженных сталей. По теории Броневского, мартенсит, таким образом, должен был быть «твердым раствором углерода в железе, стабильным при низких температурах, однако, возникающим также в состоянии неустойчивого равновесия как разновидность, наиболее близкая с аустенитом». Растворимость углерода в этом растворе очень малая (менее 0,05%) при комнатной температуре, должна была возрастать по мере понижения температуры (рис. 45). При малом содержании углерода мартенсит, таким образом, отождествлялся с ферритом.

Диаграмма железо — углерод, учитывающая присутствие мартенсита (рис. 46), была также дана в учебнике Броневского [515], изданном в 1921 г.

Гипотеза Броневского не нашла экспериментального подтверждения со стороны других исследователей, и концепция размещения мартенсита в диаграмме состояний железо — углерод не была в дальнейшем поддержана. Некоторую аналогию с диаграммой Броневского имела опубликованная через 10 лет Ханнеманом и Шредером [590] метастабильная диаграмма, представляющая зависимость между аустенитом и мартенситом. В 1917 г. Руер и Ф. Гёренс [492] в рамках широких исследований системы железо — углерод занялись, между прочим, установлением температуры превращения А₁ и содержания углерода в перлите. Для этого они воспользовались методом, аналогичным тому, каким двумя годами раньше исследовали температуру превращения А₃ чистого железа [468]. В результате этих исследований гистерезис превращения А₁ был сокращен до 6° С. За температуру равновесия А₁ эти авторы приняли среднюю величину обеих граничных величин, т. е. 721° С. На основе исследований структуры Руер и Гёренс определили содержание углерода в перлите равным 0,9%.

В этот период были опубликованы также термические исследования критических точек углеродистых сталей, проведенные дифференциальным методом Барденхойером [483]; магнитные исследования превращения железа в точке А₂; определение температуры превращения в точке А₀ и положения линии SE, проведенное методом электросопротивления Итакой [499]; калориметрические исследования электролитического железа Вюста, Мейсена и Дюррера [502]. Тогда же был усовершенствован метод дилатометрического исследования: Бенедикс [438] ввел в 1914 г. дифференциальный дилатометр, а Шевенар [484] в 1917 г.— саморегистрирующий дифференциальный дилатометр.

В то время как исследования, проведенные обычным дилатометрическим способом Шарпи и Грэне [288], не обнаружили никаких признаков превращения А₂, Бенедикс [438], пользуясь дифференциальным методом, выявил нарушение хода кривой охлаждения,  соответствующее превращению А₂,  причем это нарушение не имело, однако, прерывистого характера. Наблюдения Бенедикса также нашли подтверждение в опытах Шевенара [484].

В 1920 г. Ишивара [508] провел очень тщательные магнитные исследования критических точек А₀, А₁, А₂ и А₃ сплавов железа с углеродом, содержащих до 4,8% С, используя для этого крутильные весы, причем образцы нагревали в вакууме. Из опытов Ишивары следовало, что, начиная от определенного содержания углерода, точка А₂ не сливается с точкой Аз, а затем с точкой А₁. В соответствии с этим сплавы железо — углерод независимо от содержания углерода должны были бы быть хотя бы слабо ферромагнитными при температуре выше А₂. Этот вывод противоречил принятому до тех пор взгляду на ход линии А₂. До этого времени только Карпентер и Килинг [302] в 1904 г. получали на термических кривых сталей и чугунов незначительные остановки при температуре 770—800° С, однако эти остановки приписывали тогда обезуглероживанию исследуемых образцов.