Робертс-Аустен в своем пятом реферате отчетливо подчеркнул аналогию между сплавами железо — углерод и растворами солей, особенно раствором поваренной соли в воде. Несмотря на эту далеко идущую аналогию, здесь, однако, обнаруживалась довольно затруднительная по тем временам разница, особенно заметная в отношении сплавов, содержащих менее 1,2% С. Сплавы, содержащие, по мнению Робертс-Аустена, более 1,2% С, показывали начало затвердевания, соответствующее кривым АВ (соответственно ВС), и конец затвердевания, соответствующий эвтектической линии abc. В сплавах с содержанием менее 1,2% С Робертс-Аустен не обнаружил эвтектического превращения. Эти сплавы, по его мнению, имели только одну температуру затвердевания, соответствующую кривой АВ. В связи с этим было неясно, что выкристаллизовывается по линии АВ — чистое железо или твердый раствор углерода в железе? Аналогия с раствором соли позволяла считать, что кристаллизуется чистое железо. Что же в таком случае происходило с углеродом? Он не мог находиться в эвтектике, коль скоро эвтектика в этих сплавах не образовывалась; а между тем, было известно, что эти сплавы после затвердевания содержали углерод. В связи с этим Робертс-Аустен, несмотря на то, что он в диаграмме на линии АВ написал «выделение и затвердевание железа» (separation and solidification of iron), описывая эту диаграмму, отчетливо подчеркнул, что линия АВ представляет выделение кристаллов твердого раствора углерода в железе. Таким образом, в противоположность водному раствору соли, из которого при всех доэвтектических составах выделялся лед, не содержащий соли, железо, выкристаллизовывающееся из доэвтектических сплавов Fe — С, всегда содержало некоторое количество С,
Вывод Робертс-Аустена, согласно которому вдоль кривой АВ выделяется твердый раствор углерода в железе, представлял собой первый шаг к соединению нижней части диаграммы (эвтектоидной) с верхней (эвтектической). Робертс-Аустен ничего не говорил о соотношении углерода в выделяющемся твердом растворе и соответствующем жидком растворе. Он также не высказал определенного мнения, находится ли углерод в твердом растворе в свободном виде (как графит) или в связанном (как карбид); он только утверждал, как и Ле Шателье, что растворимость графита в железе при определенных температурах значительно меньше, чем растворимость карбида,
Пятый реферат Робертс-Аустена вызвал широкую дискуссию, в которой принимали участие такие известные ученые, как Стенсфилд, Арнольд, Стид, Ледебур и Гадфилд. В результате исследований Робертс-Аустена Стид видел подтверждение выдвинутой Осмондом гипотезы об аллотропии железа: термический анализ, проведенный дифференциальным методом, обнаружил в электролитическом железе (т. е. почти не содержащем углерода) значительное выделение тепла в точке Аr3. Арнольд, бывший в течение ряда лет противником аллотропической теории, был склонен согласиться с тем, что железо подвергается аллотропическим превращениям, предупреждая, однако, что эту аллотропию он понимает только как «физическую аллотропию», а не как «химическую аллотропию». В дискуссии по поводу пятого реферата Робертс-Аустена Стенсфилд вновь подчеркнул, что в определенных условиях углерод может выделяться из твердого раствора не в виде карбида (цементита), а в виде графита. Кроме того, Стенсфилд обратил внимание на то, что линия твердой эвтектики (эвтектоидная) PSне доходит до оси ординат, а кончается где-то между О и 0,07% С, так как критическая точка Аr1обнаружена в железе, содержащем 0,07% С и не обнаружена в электролитическом железе.
Рассматривая с современных позиций вторую диаграмму Робертс-Аустена и принимая во внимание все сделанные замечания, можно видеть, что диаграмма еще не была доведена до конца, причем главный недостаток ее заключался в том, что из диаграммы не было ясно, какое соединение соответствует линии АВ; экспериментально установленные линии аВ и SEобрывались в точках а и Е. Недостатки этой диаграммы были устранены благодаря работам в области физической химии Ле Шателье [263] и, в особенности, Роозебума [270].
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.