|
(Carbidkohle,
carbone de recuit) - представляет собой
определённое химическое соединение железа с углеродом, соответствующее
формуле Fe3C4, встречается в хорошо отпущенной стали. С давних времён
было известно, что углерод в чугуне находится в двух различных видах: а)
в виде графита, выделяющегося при медленном остывании чугуна, и б) в
виде углерода, химически связанного с железом. Благодаря работам
Ринмана, Карстена, Карона, Оккермана и др., которые занимались
исследованием свойств закалённой и незакалённой стали, оказалось, что
соединенный углерод, в этих разных состояниях стали, находится в двух
видах. Один из них, находящийся в хорошо закаленной стали, при обработке
холодной и разбавленной серной или соляной кислотой, почти весь дает
углеводороды или растворяется; другой, находящийся в хорошо отпущенной
стали, оставляет, при подобной обработке, довольно значительный осадок
аморфного углерода, который исчезает только при продолжительном
кипячении. Первый из них назван закаливающим углеродом (Hartungskohle),
а второй - цементующим углеродом (Cementkohle). Карон утверждал, что
цементующий углерод представляет собою углерод свободный, который
вступает в соединение с железом, т. е. переходит в закаливающий углерод,
только под действием быстрого охлаждения или ударов молота. Профессор
Мюллер, подвергая сталь действию разбавленной серной кислоты в атмосфере
светильного газа, нашёл, что закаливающий углерод обратился в
углеводород, а остаток представлял особое твердое вещество, обладающее
магнитными свойствами и состоящее, главным образом, из железа и
углерода, кроме того от 1/2 до 1% воды и небольшое количество фосфора.
Содержание углерода в этих остатках колебалось от 6,6 - 7,7.
Одновременно с ним занимались этим вопросом английские ученые: Абель и
М. Деринг и пришли тоже к аналогическим результатам. При своих
исследованиях они употребляли раствор хромовой кислоты, состоящий из 90
гр. серной кислоты в смеси со 100 гр. двухромокалиевой соли. Они пришли
к следующему заключению: а) что в незакаленной или хорошо отпущенной
стали углерод распределяется равномерно по всей массе в виде
определенного химического соединения с железом, карбида, которого состав
Fe3C4; б) что в закалённой стали углерод находится в аморфном состоянии
и не представляет никакого определённого соединения с железом. Если
отпустить закалённую сталь, то углерод из аморфного состояния переходит
опять в соединение с железом в виде К. При медленном остывании куска
стали, нагретого до высокой температуры, образуется К. и распределяется
равномерно в остальной массе железа. При быстром же охлаждении стали -
это соединение не может образоваться. Наконец Осмонд и Верт, хотя другим
путем, пришли тоже к тому же результату. Выделяя из стали углеродистое
соединение по способу Вайльса, т. е. разлагая кусок стали при помощи
гальванического тока, они получили осадок, который состоял из маленьких
микроскопических блёсточек, притягиваемых магнитом и, как показал
анализ, состоял из железа, углерода и некоторого количества воды. Это
тоже самое соединение углерода с железом, которое Абель назвал К., Caron
- цементующим углеродом, Осмонд и Верт - углеродом отжига (Glьhkohle),
Ледебур - углеродом нормального углеродистого соединения (gewцhnliche
Carbidkohle); Сорби, в своих микроскопических исследованиях -
перламутровой составной частью (pearly constituent of iron),
a Howe -
перлитом (Perlyte), наконец, Веддинг - кристаллическим железом
(Krystalleisen). Из своих микроскопических исследований Осмонд и Верт
пришли к убеждению, что К., распределяясь равномерно в стали, образует в
массе металла сплошную сетку, в промежутках которой помещается
металлическое железо. По их мнению, сталь образована из маленьких
многогранных гранул мягкого железа, окружённого углеродистым железом, т.
е. из отдельных ячеек, которых ядро составляет мягкое железо, а оболочку
К. Этот К. служит вместе с тем цементом, т. е. связующим веществом для
соседних ячеек. В закаленной стали блестки К. находятся в незначительном
количестве и в разъединённом состоянии, и уже в этом случае К. не играет
роли оболочки, а является равномерно распределённым во всей массе стали.
Как при большинстве химических явлений, так и здесь, при образовании К.
или перехода его в углерод закала, замечаем поглощение или выделение
тепла, что имеет место приблизительно около 700ш. Таким образом К.
представляет определённое соединение, выделяющееся при медленном и
постепенном охлаждении стали (нагретой до светло-красного каления) между
700ш и 600ш; по мнению Осмонда, он распределяется в виде сетки,
окаймляющей зёрна мягкого железа, хотя, по Веддингу и Ледебуру,
наоборот, это углеродистое железо распределяется в массе стали в виде
зёрен.
Литература: "Comptes Rendus" (т.
LVI, стр. 43 - 211); "Zeitschrift
des Vereins deutscher Ingenieure" (т. XXII, стр.
385); "Stahl und Eisen"
(1888, т. VIII, стр. 291);
"Metallurgy of Steel"; М. Howe; "Stahl und
Eisen" (1885, т. V, стр.
489; 1886, стр. 379; 1887, стр.
448; 1888, стр.
369); "Горный Журнал" (1886, т.
III, стр. 138; 1886, ь 9;
1888, ь 2 и
1889, ь 1); Osmond, "Trasformation du Fer et du
Carbonne dans les fers";
Osmond et Werth, "La theorie cellulaire des proprietйs
de l'acier" (в
"Ann. des Mines", 1885, т. 8, стр.
5); F. Abel. "Carbon in Steel" (в
"Engineering", 1886, т. XXXIV, стр.
150).
А. Ржешотарский.
|
