Исследование железа Мэлем и Смитом
Долгое время был неразрешенным вопрос, как происходит переход в чистом железе от кубической гранецентрированной решетки у железа к кубической пространственно-центрированной я-железа. В углеродистых, а также легированных сталях превращение может идти разными путями в зависимости от внешних условий. После медленного охлаждения обычно нельзя установить закономерной зависимости между этими двумя решетками. При чистом железе упорядоченная рекристаллизационная структура в листах не разрушается целиком даже после многократного перехода за температуру превращения. Имеющиеся наблюдения говорят о том, что во время медленного охлаждения чистое железо превращается в процессе роста, однако по новейшим исследованиям Совера (Sonvenr) и Шу (Chon) чистое железо, так же как и сталь, приобретают при резком охлаждении мартенситную структуру.
Тщательное исследование такого железа Мэлем и Смитом действительно показало, что в нем имеет место закономерный переход вследствие процесса сдвига, который был впервые установлен на углеродистой стали и подробно описан нами. Чистое железо, следовательно, ведет себя совершенно так, как можно было ожидать для предельного случая сталей, на механизме превращения которых мы остановимся подробнее в различных местах книги. В медленно охлажденном железе наблюдается образование кристаллических прожилков (Aderimg), оно объясняется тем, что каждое крупное аустенитное зерно при превращении у - а (Аз) переходит в группу более мелких, одинаково ориентированных зерен феррита. В результате этого перехода даже на полированной поверхности, в особенности на границах зерен, наблюдаются неровности.
В железе при высоких температурах происходит обратное превращение (Аа) из кубической пространственноцентрированной S-фазы в кубическую гранецентрированную у-фазу. Более точных сведений о его механизме до сих пор не имеется.
Превращение кубической пространственноцентрированной решетки в гексагональную с плотной упаковкой хорошо исследовано Бергероом на цирконе. Кристаллографическую взаимозависимость при этом нельзя объяснить простым процессом сдвига. Если же рассматривать гранецентрированную решетку как промежуточное состояние, то взаимозависимость решеток явится точно такой, какой в соответствии с исследованиями железа и кобальта она была бы при двойном переходе. В случае циркона вместе с превращением появляются также некоторые обычные для сплавов аномалии свойств. Циркон, быстро охлажденный с температуры выше точки превращения, становится твердым и смягчается вновь лишь после отжига при температуре ниже точки превращения. Превращение вызывает микроскопически видимые изменения формы кристаллитов, оно сказывается также в скачкообразных, связанных с гистерезисом изменениях свойств.
Между тремя особенно частыми у металлов и сплавов формами решетки: кубической пространственноцентрированной, кубической гранецентрированной и плотноупакованной гексагональной, имеется очень близкое родство. При этом гранецентрированная решетка ближе к двум другим, чем эти последние друг к другу.