Page 447 - Основы_химии

5 7 9 а ] С Т Р У К Т У Р А СТАЛИ.. 439

•смесь феррита Fe и цементита Fe,C, и только при чрезвычайно медленном охлаждении
•(т.-е. при долгом выдерживании при высокой температуре) цементит распадается на фер­
рит и графит. Это распадение впрочем может иметь место только для сплавов, содержа­
щих повышенное содержание углерода и полностью никогда не совершается в чистых
•системах. Быстрым охлаждением эти превращения твердых растворов можно в большей
или меньшей степени задержать и даже при известных условиях совершенно не допу­
стить. Выделение из твердого раствора цементита Fe„C задерживается легко простым
погружением накаленного куска стали в холодную воду при условии, чтобы кусок этот
не был велик, но выделение феррита совершается с такой скоростью, что даже прн
закатке очень маленьких образцов оно успевает совершиться в значительной степени.
Структура такого сильно закаленного металла, состоящая из чрезвычайно мелких выде­
лений железа <* и остатков нераспавшегося твердого раствора железа t и углерода, очень
характерна и носит название «мартенсита». Сталь, закаленная такпм образом, обладает
сильными магнитными свойствами (вследствие присутствия железа а) и при растворении
в разбавленных кислотах нацело растворяется, выделяя углерод в виде углеводородов
(цементит Fe„C в таких кислотах но растворяется и остается в виде мелкого темно-серого
остатка), а так как эта механическая смесь образована ультра-микроскопически мелкими
частицами, то она находится в состоянии сильного напряжения и потому обладает гро­
мадной твердостью.
Если в состав твердого раствора ввести значительные количества таких эле­
ментов, которые могут в железе і растворяться в большей мере, чем углерод, то темпе­
ратура превращения понижается и скорость выделения железа а может быть значительно
замедлена, и тогда при быстром охлаждении распадение твердого раствора совершенно
не произойдет, и его можно получить при обыкновенной температуре в неизмененном
•состоянии. Это имеет место в «специальной» стали, содержащей кроме углерода известное
количество Ni, Мп и других металлов, способных с железом т давать твердые растворы зна­
чительной концентрации. Структура такой стали, состоящая из однородных зерен (полиэдри­
ческая), носит название «аустенита», и такая сталь совершенно не обладает магнитными свой­
ствами. Обыкновенная сталь аустенитовую структуру пмеет только прп высокой температуре
(выше H IL), и тогда она тоже является немагнитной. Подвергая обыкновенную сталь менее
энергичной закалке (напр. беря большую массу стали), создают условия, при которых может
успеть совершиться также и выделение цементита Fe 8C в состоянии очень мелкого раздроб­
ления, зависящего от скорости охлаждения, и таким образом получают сталь с переходной
структурой, ьоторая носит название «троостита» (более мелкое выделение Fe 8C) и «сор­
бита» (более крупное выделение Fe 8C). Таким образом, закаленная сталь, в зависимости
ют условий охлаждения, может иметь различную структуру, представляющую тот или
иной этап следующей схемы последовательных изменений (распадения) исходного твердого
раствора Fe^ с углеродом:
аустенит —>• мартенсит —>- троостит — с о р б и т —• перлит.

Если стать, закаленную на мартенсит, нагревать умеренно, не доходя до крптпче-
ческой температуры, то задержанное выделение цементита начнет происходить с большей
ЕЛИ меньшей скоростью, при чем цементит будет выделяться также в состоянии чрезвы­
чайно мелкого раздробления; структура такой «отпущенной» стали носит название «осмон-
дита». Состояние цементита в троостите и осмондите представляет чрезвычайно высокую
дисперсность и иногда называется коллоидальным (Бенедикс). Совокупность всех этих
соотношений, подробно излагаемая в курсах металлографии железа и стали, является
основой «термической обработки стали», которая позволяет придавать стали различную
структуру и различные механические свойства (зависящие от структуры) при помощи
ряда соответственных нагревании и различных охлаждений для получения металла
с желаемыми качествами. (А. А. Байков.)*)

*) Р е н т г е н о г р а ф и ч е с к и й а н а л и з с и с т е м ы F e — С Прежде всего следует отметить
данные рентгенографического анализа в отношении модификации железа.
В 1922 годѵ Вестіреном было показано существование друх структурных Форм а- и г-железа, вместо
четырех », ß, t и '5. При этом оказалось, что a-, ß- и ô-железо имеют решетку центрированного куба (рис. 1)
с параметром для «-железа о равным 2,86 А и ^-железо—.решетку куба с центрированными гранями 'рис. 2)
с параметром равным 3,60 А.
В системе Fe—С надлежит указать три основные составляющие: химическое соединение Fe 8 C, аусте­
нит и мартенсит. Структура Fe 8 C была подробно изучена Вестіреном, который показал, что цементит (Fe 8 C)
обладает ромбической решеткой с параметрами равными 4,48; 5,04 и 6,70 А.
Структура аустенптных сталей была подробно изучена Всстіреном и Вевером. На основании их дан­
ных можно сказать, что аустенит представляет собой твердый раствор углерода в т-железе, в котором атомы
углерода находятся между атомами железа, не занимая узлов решетки, т.-е. аустенит пмеет решетку ^-же-
леза, только с параметром немного большим, чем у (-железа.
На вопрос, что такое мартенсит, ответ находим в работе русских исследователей Н. Селякова, Г. Нур-
дюмова и Я. Гудцова. Мартенсит имеет^ решетку центрированно-тетрагональную, близкую к решетке а-железа.
с параметрами варьирующими от 3,02 А до 2,86 Â (параметр с) и от 2,85 А до 2,86 А (параметры (а и 6).
Отношение параметров с/а возрастает как с увеличением содержания С прн одинаковых условиях
закалки, так равно возрастает с увеличением температуры закалки, при одном и том же содержании С