Matsusiro Hamasumi and Goro Ohira : - The System Fe-Cu-Fe3C The equilibrium diagram of Fe-Cu-Fe3C presented by Ishihara, Ishigaki and Yonekura in 1932

第7號  Fe-Cu-Fe3C系平 衡 状 態 圖  24

研

究

Fe-Cu-Fe3C系

平

衡

状

態

圖*

濱 住 松 二 郎**大平

五

郎**

Matsusiro Hamasumi and Goro Ohira : - The System Fe-Cu-Fe3C The equilibrium diagram of Fe-Cu-Fe3C presented by Ishihara, Ishigaki and Yonekura in 1932 is revised in the present investigation, The research was carried out by thermal and dilatometric . analysis and by microscopic examination, using electrolytic iron, electrolytic copper and pure white cast iron as raw materials. The following three points are of special value. to mention. (1) The monoteetic reaction suspected by many authors do not exist on the Fe-Cu side. The region consisting of two liquid layers extends from the Cu-Fe3C side so closely to the Fe-Cu side and the critical point lies at 1435° and at the composition containing 40%o of Cu, 60 % of Fe and 0.1 % of C. (2) The ternary eutectoid of Fe, Cu and Fe3C lies at 702° and it contains 6.5% of Cu and 085%° of C. The structure consists of alternate layers of,ferrite and cementite, and the fine globules of copper in ferite. (3) The equilibrium state of copper corner is precisely investigated and a peritecto-eutectic point was found of 1092•‹, which contains 2.7%0 of Fe and 0008% of C. The whole results obtained are represented in the diagram of Fig. 36.

(Received April 8, 1941)

1.緒

言

銅 鋼 の耐 蝕性(1)耐 熱 性(2)及 び 時 効 性(3)につ い て は,

最 近 多 くの 研 究 に よつ て 可tai明らか に され て を る.更 に

、

銅 を含 む 鐵 の金 の う 即に は 磁 性の 金 と して 重要 な もの.も

少 くない.(4)一 方銅 及 び銅 の 金 に 鐵 を 少 量 加 へ て も時 効

性 を生 じ(5(包 晶 反應 に よ つ て 結晶 粒 は 著 し く微 細 化

し,樹 又機械 的性 質 も改 善 され る こ と(5)は既 に知 られ て

をる..新 くの 如 く して銅 鐵 の 金 の 工業 的 債 値 は相 當 重要

祝 され て を るに も拘 らず その 根 幹 をな すべ きFe-Cu-C

三 元系 雫衡 歌 態 圖 に つい て は未 だ 充 分 な る碑 究 もな く,

僅 に 石原 博 士 の それ1?)が唯 一 の もの と して認 ゆ られ て を

るに す ぎ ない.著 者 等 は本 系 の金 の よ り完全 な る歌 態 圏

の 作 成 を期 して 研 究 に着 手 した ・

**東 北 帝國 大學 工 學 部 金屬 工學 科 *本 文 は 昭和16年4月 _{.東京 で 催 され た本會 第9回 大會 で} 講 演

(1) K. Daeves : Stahl u. Eisen, 46 (1926), 1857.

(2) R. Schenck, T, Dingmann, P. H. Kirscht, H. Wesselko

ck: Z. anorg. allg. Chem., 182 (1929), 97. H.Kirscht :

Stahl u. Eisen, 52 (1932), 71. 0. W. Storey : Trans.

Amer. Electrochem. Soc., 89 (1921), 175.

(3) H. B, Kinnear: lion Age, 128(1931), 696. H. Buchholz,

W. Koster : Stahl u. Eisen, 50(1930), 687. C. S. Smith,

B. W. Palmer : Trans. Amer. Min. Met. Eng., 105

(1933),133.

(4) A. F. Stogoa, W. S. Messkin : Arch. Eisenhiittenwes.,

2 (1928), 321,

Ⅱ. Fe-Cu-C系状 態 圖 の 理 論 的 研 究

Fe-Cu-C系状 態 圖 の 研 究 に 當 つ て は,先 づ 基 礎 と な る べ きFe-Cu, Fe-C, Cu-C等 の 二 元 系 に つ い て檢 討 し,然 る の 即Fe-cu-c.三 元 系 に う つ ら な け れ ば な ら な い. (1)Fe-Cu系 李 衡 朕 態 圖 全 く純 粋 なFe-Cu系状 態 圖 の 研 究 は 可 成 厄 介 な もの で あ る.そ れ は この 場 の 往 々 に し て 含 ま れ て くるCが _{ζ .} の 二 元 系 に 謝 し 著 しい 影 響 を 與 へ る た め で あ る. この 系 に つ い て は古 く か ら 多 く の 研 究 が あ りD. Muschet, Riche, Biley,, Garrison, W, Lipin,(8)F。 H. Wingham(9)VV,漁Herl1。), J. E. Steadl11)等 の 研 究 を 經 てR.Sahmen(12(に 歪 つ て 始 め て 組 織 的 に 考 究 され,後 Ruer及 びGoerens(13)に よ つ て 殆 ん ど 完 成 され た.一 一方 Os士ermann(14)及 びMiiller(15}ほ こ れ と 進 つ た 提 案 を

(5) D. Hanson, J. W. Ford ; J. Inst, Metals, 32 (1924),

335.

(6)朝 戸:金 屬 の 研 究,9(1932),398. 朝 戸:金 屬 の 研 究,11(1934)、317,365 (7) 石原:金屬 の 研 究,1(1924)、1

(8) W. Lipin : Stahl u. Eisen, 20 (1900), 27 (1907).

(9) F. H. Wingham . Metallurgie, 3 (1906).

(10) W. Miller : Stahl u. Eisen, 26 (1906).

(11) J. E. Stead : J. Iron Steel Inst, 60 (1901).

(12) R. Sahmen : Z. anorg. allg. Chem., 57 (1908), 9.

(13) R.Ruer : Ferrum, 14 (1917), 49.

(14) F. Ostermann : Z. Metallk., 17 (1925), 278.

(15) Muller: Mitt, K,-W.-Inst. Eisenforscli., 9(1927),173,

な した.そ れ ら の もの は い つ れ も固 相 の 點 で は 問 題 は な い の で あ る が,液 相 に 關 して 一 致 して ゐ ないの で あ る 。そ こ でRuerびMulletの 間 に は 々 論 争 が 繰 返 され た が,こ の 實 験 に 於 て は 炭 素 の 介 入 を 絶 封的 に 進 け られ な い と い ふ 困 難 が あ る の で,い つ れ が よ い か に つ い て 決 定 的 の 裁 断 は 下 され な か つ た.O. Reuleaux(16)C. Bened-icks{17), R・Vogel&Dannohl(18)等 はMiillerの 説 に 賛 域 し,又Greg9&Daniloff,(19)及 びM.Hansen)20)は そ の

著 書 に 融 の 闇 隙 説 を採

用 .し.Fig.1に 示 すや

うな状 態 圖 を主張 して

を る.と ころ が最 近 に

な つ て,こ の 二 液 相 の

問題 がや か ま し く論 じ

られ るや うた な

り.dFe-Cu純

粋 な;元

系 で は

Fig.1he-Cu diagram(hy Hansen;〉.全 く,二 液 相 を生 せ ず, 二 液 相 は 專 ら此 處 に 爽 維 さ れ る 不純 物 に 吟と つ く と い ふ こ と が い は れ出 した.岩 瀬12軌Ciausen(22}等 に よれ ば 不 純 1物 中 特 にCに よ る 影 響 に 録 せ られ る や う に な つ た. そこ で,Carpenter, Robertson(231は 彼 の 著 書 中 に は 二 液 相 分 離 の ない状 鯛 を 提 出 し て を る.但 し こ 咽 はLiquidous及 びS-regionはHaddocks&Clausen(22) に よつ た が,他 の 部 分 はGregg&Daniloff(19)に 依 つ た 旨 附 記 して あ る. 家 に 固 相變 灘 防 共析點附近 の 模 様 に つ い て も種 々 の" 研 究 は あ るが そ の 結 果 は 必 ず し も 一 様 で な い.Ruerは 共 析 點 を2'3%Cu,833。 と報告 して を る.又Buchholz u.Koster(3)は こ れ を6%Cu _{,810.に あ り と し て を る} が,と れ はK6sterの 測 定 し たa-Feへ のCuの 溶 限 度 限 3.4%よ り豫 想 し た もの で あ る: Norton(24)の 最 近 のX線 的 研 究 に よ れ ば 。一Feへ の CuのsolubilityはKoster一:Buchholzの よ り 少 く850。 でmax, 14%乏 し て を る.然 し著 者 等 の 顯 微 鏡 槍 査 の 結 果 に よれ ば,共 析 點は5%Cuに あ り,そ の 温 度 は8330 4にあ るこ と が 確 認 され た 。 又Cu固溶體(ε)に 封 す る α-Fe, γ-Feの 溶 解 度 に 關 し て はTammann _{. u,0elsen(25)} の 研 究 が あ る, Pig. 1に お け る 諸 霜 の 組成 及 び 温 度 を 示 せ ばTable 1 に な る. Table 1

(2)Fe-C係平

衡 歌態 圖

Fig・2Feぐdiagrm Fe-C二 元 系 は 衆知 の 如 ぐFig,,2に 示 す や う な 準 衡 歌 態 圖 を もつ て を る. 今,こ れ ら 諸 點 の 組 成. 及 び 温 度 を 示 せ ば 次 の 如 し.(Table 2) 。(3)Cu-C系Cu-Fe3C 系 干 衡状 態 圖 Cu-Fe-C三 元 系 を考 へる た め に はCu-C系 又 ぼCu-Fe3Cを 考 へ 鮒 れ ば な ら な い.と こ ろ が,ChとCと は 全 く 親和 力 の な い も の でsaiid stateで は 勿 論molten stateで も全 く交 り合 は な い と し て 差 支 へ な い 位 で あ る.

Table 2

(16) 0. Reuleaux : Metal u. Erz, 24 (1927), 99, 129.

(17) C. Benedicks : Z. Phys. Chem., 131 (1928), 285.

(18) Vogel, Dannohl : Arch. Eisenhuttenwes.,

8 (1934/5),

39.

(19) J. La Gregg, B. N. Daniloff : "Alloys of Iron and

Copper (Alloys. of Iron monograph)"

_{(1934) , 33.}

(20) M. Hansen : "Aufbau

der Zveistofflegierungen"

(1936),560.

(21)岩 瀬,雨 宮,岡 本1本 誌,2(1937),585.

(22) W. R. Haddocks, G. E. Clausen : The first report of

the Alloy Steel research comittee (Iron & Steel Inst

Special report No. 14 1936) .

(23) Sir Harold Carpenter, J. M. Robertson : "Metals"

2(1939).

(24) John T. Norton : Trans. A. I. M. E, 116 (1935) , 386.(25)

G

. Tarnmann, W. Oelsen : Z. anor5. allg. Chem.,186

(1930), 257,

Guertler(26)は 彼 の 論 文 中 にMathisessen(27)魔 を 引 用

して を る が,そ れ に よ る とmolten Cuへ のCのsolubility _. は0`05%で あ る と い ふ.又Hempe1(28)はmolten Cu へ ゐCのsolubilityを0・02∼0.03%と

,し た.更 に 又. Guertlerの 報 告(28)鳳 ればK・rnakowとznemchuzhuy

は 木 炭 と 一 緒 にmelt.し たCuの 中 でGraphite _{.が認 め ら} れ た と い ふ て を る.然 し一 般 にCをCuと 一 緒 に し た ま まmeltさ せ て も普 通 の 場 のCが 吸収 乃 至 化 の す るや う な こ と は な い と 考 へ られ る.但 しC環 中 にCと 親和 力 の

(26) Guertler : Z. anorg. Chem., 51 (1906), 397.

(27) Mathiessen, Holzmann : Pogg Ann., (1860) , 110, 222.(28

) W, Hempel : Z. angew. Chem., 17 (1904), 321.

(29) W. Guertler : "Metallographie"Berlin

(1913) 1 part

2645,

第7號  Fe-Cu-Fe3C系 平 衡 状 態 綱  247

あ る第 三 元 素 が あ る場 の は 例 外 で あ る.結 局molten Cuへ のCのsolubilityに 關 し て は,は つ き り.したdataは な い' か ら,こ れ か ら確 然 と 推 理 し う る わ け で は な い がGregg &DaniloH(19)に 從へ ばsolid solubilityは 大 燈0・005% 以 下 と考 へ て よ い とい つ て を る. これ らの 事 か ら 考 へ て,CuとFe3Cも 亦alloyせ ぬ も の と して よ い.實 際上 はFe3Cは 極 め て 不安 定 な る も の 故CuとFe3Cの 凝 二 元 系 をた しか め る こ と は 出 來 な い が,理 論 上 は こ れ を 凝 二 元 系 と し て 考 へ る こ と は 可 能 で あ る.そ こ で 石 原 博 士 ω はCu一 一Fe3C系 状 態 露 と し て Fig.3を 提 壁 し て を る.然 し これ は 箪 な る 假 定 で あ あ てK點 で は 必 ず し もPeritectic reactionを して を る と 考 へ る 必 要 は な い ・ 實 験 結 果 及 び 其 他 種 々4)事 情 か ち考

へて 著 者 等 はKで は1Fig・4の 如 くEutectic reaction を な して を る.と假 定 した. 然 し前 述 せ るCu, Cのso1ubilityか ら考 へ 七 ゆ け ば ∼ Eutectic, Peritecticい つ れ の 反 鷹 を な す に し て も,そ の

點 は極 め てCu一 軸 に接 近 して をる 筈 で あ る か ら,實 際上

は,そ の 極 限 を示 す 點線 の 方 が 眞 に近 い もの と思 はれ る.

但 しこの 場の はFe3Cの

融 點 はCuの

入 る た め に下 るこ

とが ない と假 定 して をる.

Fig. 3 Fe3C-Cu diagram proposed by Ishihara.

Fig. 4 Fe3C-Cu diagram proposed by the authors. (4)Fe-Cu-Fe3C系平 衡 獣 態 圖

Fe-Cu, Fe-Fe3C, Cu-Fe3Cの 三 つ の 歌 態 圖 を も と と し てFe-Cu-Fe3C三 元 系 状 態 圖 を 理 論 的 に 作 成 す れ ば Fig.5に な る.こ の 系 に つ い て は 既 に:石 原 氏(7)め 提 出

し た もの が あ るが,そ れ に はFe-Cu系 と し てRuerの 歌 態 圏 をmodifyし た もの を 用 ひ て を る.前 にFe-Cu系 の と こ ろ で 述 べ た 通 り純Fe-Cu=7G系 に は 二 液 相 の 範 圍 は な い が0.02∼0℃3%以 上 のCが 入 る とCuに 富 む 側 で 二 液 相 を 生 じ う る.即 ちFe-Cu側 の 極 め て 近 く迄,二 液 相 分 離 曲 線 が き て を る こ と は 疑 ひ な い 事 で あ る.Fig・ 5は これ らの 關 係 を 定 性 的 に 示 した もの に 過 ぎ な い が ・ 今 この 圖 に つ い て 多 少 説 明 を 述 べ る. ま つFe-Fe3C側1486。 の 包 晶 窯G1はCu増 加 と 共 に 漸 次 下 つ て 途 にFe-Cu側 の 包 晶 鮎G2・1477。 に 達 す る.即 ち こ こ に な る 一 變 系 包 晶 反應 が あ る.Fe-Fe3C系 のEutectic point ElはCu増'増 と 共 にE1E'に 沿 つ て變 化 し,そ の 際 γ-Fe(H1H')及 びFe3Cを 晶 出 す る.即 ち

Ⅲ.實 験 装 置 及 び 方 法

實 験 に當 つ て は熱 分 析,顯 微 鏡i査

及 び 熱 膨 脹 測定 の

三者 を行 ひ,ま つ 初 晶面 を熱 分 析 及 び 顯 微 鏡 槍査 に よつ

て決 定 し,固 相 に於 け る變 態 は専 ら熱 膨脹 測定 と顯微鏡

槍 査に よつた.

即 ち,鐵 隅 で は試 料1509に

つ い て 熱 分 析 し,あ る場の

には

その 顯 微 鏡 組 織 を しらべ 然 る後 これ を二 分 して一部

は 熱膨 脹 を測 定 し,他 の 一部 は適 當 な熱 處 理 後 顯 微鏡槍

査 に よつ て 固 相 に 於 け る變 態 を研 究 した.又 銅 隅 では約

509の 試 料 を用 ひ て熱 分 析 及 び顯 微 鏡 槍 査 を行 つた.い

つれ の 場の に もC,Cu又

はC;Feを

定 量 分 析 して をる.

(1)使

用

原 一 料

使 用原 料 と して は電 解 鐵,玉 鋼,白 銑棹

銅 を用 ひた。

その 成 分 はTable

3に:放 す遇 りで あ る.

Table 3

な る一變 系共 晶 反應 をな す.一 方,二 液 相 分 離 の 臨 界 點

Tで 晶 出 す る γ一Feの 組 成 をSと すれ ば ここ に

な る偏 晶 反應 が あ るわ けで,こ れ が 共 晶 曲 と會 す る と こ

ろ で

な る 不 變 系 偏 共 晶 反 鷹 を す る.こ こ にH'BI'は 不 變 系 反應 面 で あ る 、 こ の 反 鷹 でMelt(E')が な く な れ ば 次 に は な る 共 晶 反 應 を して 下 つ て ゆ く. と こ ろ でFe-Cu系1094。 の 包晶 反 應 はC増 加 と と も に

な る包 晶 反 應 を しなが ら變 化 して ゆ く,こ れ が今 の べ た

共 晶線 とK1鮎

で會 すれ ば こ こに再 び

な る 不 變 系 包 共 晶 反 應 が 存 在 す る.K'M'L'B嫁 不 變 系 反 鷹 面 で あ る.こ の 反 鷹 で γ-Feを な く した もの は 更 に な る 共 晶 反應 を して 進 み,Meltを な く した も の はy-Fe (L')ε(M')Fe3Cの 三 固 相 が殘 つ て γ-Fe,ε の 二 相 は それ ぞ れL'0',M'N'に 沿 ふ て 溶 解 度 を變 化 して ゆ く. 次 に固 相 の 變 態 に つ い て の べ る.Fe-Fe3C系 の 共 析 點O1はCu増 加 と共 に010'に 沿 つ て 下 りFe-Cu系 の そ れ は020'に 沿 ふ て 下 る.途 に 爾 者 は 一 黙0'に て の す る.即 ち0'は 三 元 共 析 點 で こ の 鮎 で は な る 不 變 系 反應 を な す.從 つ てP'N'Bは 更 に 一 つ の 不 鍵 系 反 應面 で あ る 。 次 い で 温 度 降 下 と 共 に α-Fe及 び ε はP'Q,及 びN'R'に 沿 つ て 溶 餌 度 を變 化 して ゆ く. こ れ らの 原 料 は,い つ れ も タ ン マ ン 管 に 装 入 し得 る大 き さ に碎 き,或 ひ は 切 削 し た も の を 用 ひ た.但 し銅 隅 の 研 究 に は 鐵 成 分 は 細 粉 款 に し た もの を 用 ひ て 熔 解 を容 易 な ら し め た. (2)熔 解 装 置 Fe richの 金 の 熔 解 は 主 と し て 高 周 波 誘 導 電 氣 櫨 を使 用 して 行 っ た.誘 導 櫨 は 小 型 の も の で,coilの 内徑 は約 7'5cm,内 側 を 雲 母 で 絶 縁 し,シ バ ネ シ ヤ でliningを す る. 又 これ に 用 ひ た 増堝 は ア ル ミナ 製SM.内 徑30mm肉 厚 4mm高 さ120mmの も の で 試 料150gを 装 入 し,ヱ レマ 濾 中 に 豫 熱 して お く.ζ れ を 誘 導 〓 中 に 移 して 熔 解 し了 る 迄 に は14KVAの 電 力 と10分 の 時 聞 を 要 す る.時 と して は,タ ン マ ン 電 氣 抵 抗 盤 を 用 ひ た こ と もあ る が,こ の 場 の は8KVA以 下 で 約30分 で 操 作 が 了 る. Cu richの 金 の 熔 解 は 殆 ん ど タ ン マ ン電 氣 抵 抗〓 に 依 つ た.用 ひ た ・増堝 は 試 料150gの と き は 上 記 の も の ,30∼509の 場 合 はS.C.P.内 徑17mm肉 厚2.7mm高 さ113mmの もの で,熔 解 し 了 る迄6∼7・5KVA 30分 を 要 す る. (3)配 合 及 び 熔 解 方 法 一 般 に 高 周 波 誘 導 櫨 で 熔 解 す る 場 の に はCのlossが 甚 だ 多 い こ と が わ か つ た の で 豫 備 實 験 と し て 試 料1509 に つ い てCを 種 々 の 割 の に 配 の む て こ れ を 熔 解 し,後 に 分 析 を 行 つ て,Cのlossを し ら べ て み た.そ の 結 果 か ら

第7號  Fe-Cn-FeyC系平 衡 状 態 圖  249

熔解 前 後 にお け るCのlossを

豫 測 出 來 る か ら實 際 試 料

の熔 製 に當 つ て は これ を も と と して配 の した.

Cuは い か な る熔 解 方 法 に よあ て も殆 ん どlossは ない

の で補 正 な しに配の した.誘 導 櫨 で 熔 解 す る場合,攪 絆

作用 の 甚 だ しい た め に酸 化 も著 しい.そ の た め腕 酸劑 と

して0.3%Mn及

び01%Alを

加 へ た.即

ち電 解 鐵 及 び

玉 錨(又 は 白銑)が 完 全に 熔 解 し了れ ば フエ ロマ ンガ ン

(Mn=69.22%)の

形 でMnを

加 へ て 脱 酸 し,つ い でA1

で脆 酸,最 後 にCuを

加 へて の 金 せ しめた.

Cu-richの

金 を タン マ ン櫨 で熔 解 す る 場 の は,3%〕Fe

以 下 ではCarbon

powderで,4%Fe以

上 にはBorax又

はSiOaでcoverし

て 酸 化 を 防い だ.Feが

多 くな る と,'

これ に伴 つ てCが

入 り易 くな り,その た め 後 に述 べ るや

うな二相 分離 を起 す恐 れ が あ るの で,こ の 場 の に は極 力

Cの 使用 を遜 けな の で あ る

_.

一般 に タン マ ン〓 に よ る熔 解 で は 偏 析 しや す いか ら, 、

これ を防 ぐた め に蝿拌 を充 分 に す る必 要 が あつ た 。

(4)熱

分

析

韻

波 誘 鞭

で 熔 解 し了れ ば,直 ち に これ を1200.に

保 ち置い た ヱ レマ〓 中 に移 して 熱 分 析 をす る,タ ンマ ン

櫨 で 熔解 した もの は,そ の ま ま電 流 を切 つて 熱 分 析 を行

つた.冷 却速 度 は60∼100°/minで,過

冷 現 象 を防 ぐた

めに凝 固 點 附近 で は保 護 管 に振 動 をあた へ る.保 護 管 は 、

石英 管 を用 ひ,温 度 測 定 に はPt-Pt.Rh熱

電 封 を用ひ た.

(5)熱

膨 脹測

定.

熱 分 析 を終 つた もの の う'ち

で0∼10%CuO∼1.2%C

の範 圍 の もの は,そ の 一部 を.とり850∼950。

で 鍛進 した

後撰 室 中で930。,1hr加

熱 焼 鈍 して熱 膨 脹 測 定 試料 とす

る.試 料 は仕 上 りが 長 さ150mm外

径6mmで

あ る.幾

置 は本 多 式全 熱 膨 脹 計を 用 ひ加 熱並 び に冷 却 は略 々1ッ

20/minの

割の で行 つ た.

(6)顯

微 鏡 試 験

熱 分 析 を終 へ た もの は 直 ち に これ をremeltし

て 熱 電

對 保 護 管 をぬ き さ り,然 るの ち顯 微 鏡 組織 を しらべ た.

共 析 點 を しらべ る もの6zつ い て は 試 料 を1050° に加 熱 し

たの ち極 めて綾 漫 に冷 却 して 標 準 組 織 に した もの を槍 鏡

.した.銅 鋼 に 於 て はFe3Cは

粒(30)状化 し易 く,且 つCu

は析出 し難 い もの で あ るか ら普 通 炭素 鋼 と同 じ熱 處 理 に

よつ て は容 易 に標 準 組織 は得 られ な い.そ のた めか か る

高温 か ら綾 冷 す る必 要 が あ る.鋸 鋼 をか か る高 温 に加 熱

せ る際Fe3Cの

黒 鉛 化 が 起 るや否 や に つ い て は從 來 賛 否

兩説 が あ る.即 ち石 原 博士(7}に よる と1100。 以 上 に 加 熱

す る と急 速 に黒 鉛 化 す る とい はれ て を るがReed(31)に

(30) T. Ishihara : Science report of Tohoku Imp. Univ.,

14 (1925), 377.

よれ ば長 時 間 の 加 熱 に よつ て も黒鉛 化 は認 め られ ぬ とい

ふ.著 者 等 の 實 験 した 範 園 で は最 高1.0%Carbon程

度

の 銅 鋼 を1100。 に3hrs加

熱せ る も決 して 黒 鉛 化 は認 め

られ なか つ た.

猫 著 者 等 は純Fe-Cu二

元 系 の 共 析 鮎 につ い て從 來 種

々の 意見 が あ るの で,こ れ を顯 微 鏡 的 に 再桧 討 し5%Cu

と斷 定 した.

共 析 鮎 で表 はれ るCuは

極 め て 微 粒 子で あ るか ら,こ

れ を認 め るた め に は1500倍

程度 の 倍 率 に よ ら な けれ,ば

な ら ない.

Ⅳ

.實

験

結

果

(1)初

晶 面 及 び 液 相 に關 す る諸 織 の 決 定

(i)Fe隅

の 決 定

高 周 波 誘導 櫨 に て 熔 解 した150gの

試 料 を豫 め1200。

に保 ちた る ヱ レマ櫨 中に 移 し100。/minの

割 の で 冷却 す

る. そ の 熱 分 析 結 果 を 示 す に 次 の 如 し,(Table 4) 冷 却 曲 線 の 数 例 を示 せ ばFig.6∼8の 通 り で あ る. 初 晶 の 際 は 實 際 は 折 點 と な る 筈 で あ るが,著 者 等 の 實 験 に 於 て は 試 料 が 熱 分 析 用 と して は 相 當 多 量 な た め 多 くの 場 合 停 難 に な つ て を る. Fig.8は 折 點 に 次 い で 停點 の 表 は れ る 一 例 で あ る 。 前 記 の 結 果 も とつ い てCu-coast.の 種kな る 面 で, sectionを 考 へ れ ばFig.9∼16に 示 す 如 くな る1

δ-Fe及 び γ一Feの 初 晶 雨 の 交 り な る 包 鼎 點 はFe'C 二 元 系 で は 可 域 確 然 と認 め られ るがFe-Cu系 で はRuer 及 びKlesper(32)の,實 験 結 果 か ら も覇 る通 り二 初 晶 面 は 全 く連續 的 に つ な が つ て を り これ の み か ら包 晶 鮎 を き め る こ と は 困 難 で あ る.そ のsectionを 考 へ て も,10, 1,2, 3,4%Cu位 ま で は 曲 線 上 に 折 點 が あ ら は れ る が,それ 以 上 は わ か りに くい. 然 し大 局 か ら、み て,Fe-C系0'36%C1486。 か らFe-f Cu系13.4%C馬1477。に向 つ て 段 々Cの 減 る 方 向 に 軍 調 に 下 つ て ゆ く こ と が 認 め られ,こ れ を 圖 に 示 せ ばFig. 17のG1'G'2曲 に な る. こ の 附 近 の 試 料 を熱 分 析 後 櫨 冷3ζは 室 冷 して 槍 鏡 す う の に,7%Cu以 下 で は 普 通 のCarbon steelと 同 様 の 組 織 を 示 す.こ れ はCuが 析出 し難 い こ と に よ る の で あ る.從 つ て 極 め て 徐 々 に 冷 却 す れ ばCuは 組 織 中 の α-Feの 部 分 に 析出 して く るの で あ る が,こ れ らの 事 に つ い て は 後 に 詳 述 す る.

(31) L. Reed : Trans. Amer. Soc. Steel Treat., 20 (1932),

115.

Table 4

第7號  Fe-Cu-Fe3C系平 衡 状 態 圖  251

Fig. 9 The sectional diagram

at 0% Cu.

Fig. 10 The sectional diagram

at 1% Cu.

Fig. 11 The sectional diagram

_{at 2%Cu.}

Fig. 12 The sectional diagram

at 3%Cu.

Fig. 13 The sectional diagram

at 5% Cu.

Fig. 14 The sectional diagram

_{at 7%Cu.}

Fig. 15 The sectional diagram

at 10% Cu.

Fig. 16 Tho sectinn al diagram

at 12% Cu.

Fig. 17 Primary Crystallization surfaces and Isothermal curves of the Fe-Cu-Fe3C-system.

7%Cu上 に な る とC￠ 糎 め て 低 い もの で も往 々 に してCu-globuleが.認 め ら れ る.然 し,Cを 含 ま ぬ 純re-CU系 で はPhoto.1及 び2の や うにCuはnet workを な し てFe grainの. boundaryに 出 る の が 普 通 で,更 にCu

,多 く な れ ばPhoto.3及 び4に 示 す や う にFe-dendrite がCu-matrix中 に 認 め られ る や うに な る.

(ii)二 液相 分離 並 び に 偏 晶笈 應 面

問 題 が あ る が に れ に つ い て はCが大 き な 影 響 を あ た へ て を る と い ふ 事 は 既 に 述 べ た 通 りで あ る. 著 者 等 は そ こ で 始 め に まつCな しのFe-Cuの み に つ い てTable 4のNo.132∼134で 示 す 三 個 の 試 料 を 熔 製 し て み た,こ れ ら の 顯 微 鏡 組 織 を み る に にPhoto・2∼4 に み られ る通 り凝 固 直 前 に 於 て 液 相 が 二 層 に 分 離 して ゐ た 形 跡 は な い. 次 にCuを50%と 定 め て これ にCを 種 々 の割合 で 配 の し て 試 料 を 熔 製 した と こ ろ0喋%C以 上 す べ て の 場 の でsolidifyし た 後 に 於 てPhoto.5に 示 す 如 く明 らか6i 上 下 二 層 に 分 れ て を る.上層 はFe-rich layerで 下 層 は Cu-ri ich 1ayerで あ り,C多 け れ ば 多 い ほ どき れい に 分 れ る.こ れ ら の も の は 歴 然 と凝 固 直 前 に 二 液 層 に 分 離 して ゐ た こ と を 示 す も の で,上 下 二 暦 を 別分 析 し,あ は せ て そ の 時 の 偏 晶 反 應 温 度 を 示 し た もの がTabhe 5で あ る 。 これ よ り制 る通 りCの 大 部 分 はFe-layer Irc入る も の と思 は れ る.共軛 す る 二 相 に つ い て み る と 上 暦 で は. 70%Te以 上 理%Cま で の 廣 範 園.に及 ん で を る が 下 層 で は70%Cu以 上4'01%C程 度 の 鋏 い 範 圍 に す ぎ な い. 二液 相 分 離 の 臨 界 織Tは40%Cu0・10%C2435。.と 推 定 さ れ る.Table 4,5を も と と し て,初晶 面 及 び 偏 晶 反 鷹面 に つ い て 等 温 曲 を ひ け ばFig.17に な る 。 Table 6 Table 5 臨 果 點Tで 晶 出 す る γ一Feの 組 成S及 び 偏 晶 反 應 に よ る そ の 點 の 移 動 は 主 と し て 顯 微 鏡 槍 査 に よ つ て 求 め た 。 そ の た め に種 々 な る 組 成9試 料 約309を タ ン マ ン 櫨 で 熔 製 し,凝 圏 完 了 迄 は 徐 冷 し て そ の 組 織 を し らべ た,又 あ る もの に つ い て は 熱 分 析 を もの せ 行 つ た.そ の 結 果 を 綜 括 す る とTable 6に な る. 次 表 の 諸 點 を 三 角 座 標 上 に とれ ばFig.18に な る, こ の 結 果 よ7み れ ばSTより 左 側 即 ちCpoorな 組 成 の もの で はFe grainのboandaryにCuがnet workを な し て 存 在 す る が,右 側L(7即Crichな もの は,偏 晶 反 應{ に よ つ てC鷲 が 粒flkを な し て 現 は れ て 、く る. SH'よりcu の 少 い もの で は 凝 固 後 可 域 急 冷 し た た め に 普 通 のHypo一.

第7號  Fe-Cu-Fe3C系平 衡 状 態 圖  253

す.こ れ らの と.と よ りS點 の 組 成 は σ2%C7・1%Cuと 決 定 す る.と れ は 又C増 加 に よ 参SH'に沿 あ て 變 化 す

る こ と も わ か る,同 様 に γ一Feへ のCのsolubility limit H1の 移 動 はZedebriteの 存 否 に よ つ て 追 求 し て ゆ く.

と.H1H'と な りSH'とH'で の す る こ と が 確 め られ た.

こ こ にH'は1・7%C7.5%Cuで あ る,偏 共 晶 反 鷹 が 終 れHaはH'L'に 沿 ふ て 下 る.一 「方 γ一Feへ のCuの solubility limit L2はC増 力鍵と 共 に 平 西 圖 上 で は 殆 ん ど SH'紀 一 致 してL2L'に 没 ふ て 移 動 して ゆ く.遂 にH'L'

とL'に て の し,こ こ に 再 び 不 變 系 反 應 面 の 一 織 をつ く る,'L'の 組 成 は1.7%C7.5%Cuで あ る ・

.熱 分 析 結 梁 もTable 6, No.155 No.169 No.170 No. 171,No.173で は い つ れ も1095。 に 停 窯 が あ ら は れ,こ れ ら の もの は 偏 共 晶 反 應 に 關 與 して を る こ とが わ か る. .猫Photo .1,2はCuがboundaryに 現 は れ た もの, Photo.6は 粒 状 を な して 分 離 した も の 糞 示 す. (ⅲ)Fe-Fe3C芸 晶線 の追 求 Fe-FEe3C系 の 綿點4'3%C 1145.のCu添加 に よ る 移 動 は 主 と して 顯 微 鏡 試 驗 の 結 果 判 定 し た. 試 料 は い つ れ も4.3%Cの 白 銑 及 び棹 銅 を 用 ひ,タ ン マ ン健 に て 熔 解 後 熔 湯 中 に 炭 素 棒 を 挿 入 して1300。 に 10分 位 保 持 し て 増 炭 さ せ た.試 料 は い つ れ も 金 型 次 chill castし て そ の 顯 微 鏡 組 織 を し ら べ る にTable 7の.

や う に な る

Table 7

Table 8

冷 却 曲 線 の 数 例 を示 せ ばFig。19,20に な る. Table 8でNo.195∼201は)一contentが 極 く 僅 か

Fig.19 Some coo-ing

curves.

高 い め た にFe-椙 を 分 離 した も の で,こ れ ら の も の はCu-part の み を 分 析 し て 折 點 と 共 に 示 す ζ と に し た. こ れ は 総 て,偏 晶 辰 應 線 上 に あ る と み て よ い.以 上 の 諸 鮎 を座 標 上 に と れ ば,Fig.21 に な る. 上 表 曙 果 か ら共 晶 點 はCu増 増 と共 に 多 少Crich側 に ず れ る事 が1わか る.そ して4.5%C3.3%Cuな るE' 點 で 前述 せ る偏 晶 線 こ會 して 不 變 系 偏 共晶 反 應點 を形 成 す る.E'の 温 度 は1095。 で あ る. Fig,18に は 偏 晶 線,共 晶 曲 等 が 示 し て あ る.猶Table 7に 於 てchih1 castせ る に も 拘 ら ずgraphiteが出 て を

る こ とはCuがgraphitizerな る こ と か ら 容 易 に 豫 想 さ れ る. (iV)Cu隅 の 決 定 前 に の べ た や うな 方 法 で30∼50gの 試 料 を タ ン マ ン 櫨 中 で 熔 製.し,こ れ を60。/minの 割 の で 冷 却 し て 冷 却 曲 線 を と る.そ の 分 析 結 果 及 び 折 點 を 示 す とTable 8の や うに な る.

Fig.20 Cooling curve.

Fig. 21 Primary crystallisation ranges and isothermal curves of the copper corner.

Sectionを 考 へ れ ばFig.22,23の 如 き もの が 得 られ, これ ら に 基 づ い て 等 温 線 を ひ い た の がFig、21で あ る 。

これ よ りFeの 初 晶 敵Fe-Cu側 で細い 帯状を な し て を り10%Fe以 下 で は 傾 斜 が 特 に 急 に な つ て,10%Fe 約1300。 か ら2'7%Fe約1095ｰ附 近 ま で 下 る こ とが わ

Fig,22 The sectional

diagram

atO.008% C.

Fig. 23 The sectional

diagram

at0'01%C.

か る.3ζCuの 初 晶 面 はCu-Fe側 か らCが ま す に つ れ て だ ん だ ん に 下 あ て き て0.008%C を走 るK3'K'曲 に 終 つ て を る. 一 方 顯 微 鏡 槍 査 をも の せ 考 へ て, 偏 共 晶 反應T'は 0.011%pC,2.7%Fe, 1095。 な る こ と が

知 ちれ,そ の 後as

共 晶 反應 に よつ て

地 の 中 にgraphiteを

認 め う る も の もあ る.一然 し種 々の

條 件 か ら考 へ で,こ れ は決 してCuそ

れ 自身 と 共 存 しう

る もので は な く,第 三 元素 た るFeの 存 在 に よつ て惹 起 さ

れ た もの とみ るべ き で あ ら う.

(2)固

相 中 にお け る變態

共 析 變 態 の 研 究 は 專 ら熱 膨 脹 測 定 と顯 微 鏡檢 査 に まつ

て 行 つ た.

(i)不 變系三元

析面及び二元共析面の決 定

三元共 析 點,二元 共 析 線,及 び 初 析 面 は本 多 式 全 熱膨脹

計 に よつ て變 態 點 を測 定 して,そ れ に よつ て決 定 した.

試 料 の組 成 並 び に 變 態 點 を 示 せ ぱTable

_{9の 如 く.で}

あ る.

Table 9 1'K'に 溜 つ て 下 るがK'でFa-Gu系 か ら の包 晶 線K2'K' ,と會 し 以 後 はCu-Fe3C側 へ 下 つ て ゆ く之 こK'は 0つ08%C,2.7%Fe,1092。 で あ る. 顯 後 鏡 試 験 め 際 は 初 晶 藤 を 決 定 す る の で あ る か ら,あ と の 反 應 で 初 晶 が 溝 失 せ ぬ や うに 高 温 に お け る 冷 却 速 度 を 大 に す る必 要 が あ つ た.そ の た め 熱 分 析 を 了 へ た も の をremeltし て これ を120°/minの 割 の で500。 附 近 迄 冷 却 し,以 後 は 藁灰 中 で .放 冷 し た もの につ い て検 鏡 し た.そ の 結 果 を み る にFe-content低 い 範圍 で はFeは 一 様 にCu中 に と け て 固 溶體 を あ く る た め に,組 織 は 全 く Cuの み の 場 の と 同L"で あ る.Photo.7は _{これ で あ る .} Fe-c・ntentが 増 し て3%以 上 に な る とFe初 晶 が 羽 朕 を な し て 出 る.こ のFe初 晶 の 出 る 範 圍 はCが0∼0・Ol%. _、 の 間 移 動 し て も全 く變 化 し な い.Photo.8は こ れ を 示 す. Feが 分 離 して 二 梢 を な す も の に つ い て も_,そ のGu-partめ み を と つ て し らべ れ ば 一nomく上 記 の も の と 同 じで あ る.然 し これ と 共軛 す るFe-partを _{み る の に ,い つ} れ もgraphic・ が 著 し く 現 は れ て を る.こ れ はCuが graphitizerな る こ と か ら 當 然 考 へ られ る こ と で あ る. 結 局Table 8の21個 の 試 料 は ,No.181∼190 Cuを 初 晶 と す る も の No.191∼194 Feを 初 晶 と す る もの No.195∼201 ,二 層4in離LCu-Part中 に Fe初 晶 の み え る も の

の3種 類 に分 類 す る ことが出 來Fig.21で

はζ れ を別 々

な符 號 で 示 して あ る.

猶若 干 の ものは,こ れ を1000倍

程度 に

大 す れ

ばCu-第7號  Fe-Cu-Fe3C系平 衡 状 態 圖  255

Table 9〈continued)

_{析 點 は後 述 す る如 く顯 微 鏡 試 験 の 結果 決 定 した.}

A3變 態 鮎 はFe一 隅近 くで はは つ き り認 め ら勉 る炉共

、

析 點 附近 に な る と,A1とna別

し難 くな る.過 共 析 にな る

とA1の みが 現 れ てAcm, Acu等

は全 熱 膨脹測 定 か らは

知 る ζ とが出 來 な い.

Fig. 24 Determination of ternary eutectoid by

microscopic observation.

Fig. 25 Crystallization surface of a-Fe and isothermal curves. これ ら の 諸 鮎 を 三 角 座 標 上 に とつ た の がFig・24, Fig.25で 實 際 の 熱 膨 脹 曲 線 の數 例 を 示 せ ばFig.26に な る Table9か ら 不 變 系 共 析 反 鷹 の 温 度 は 加 熱 の 場 の725。 冷 却 の 場 の678。 雫 均702。 と 決 定 す る.3ζ 三 元 共 析 面 の 範 圍 を き め る た め にFe隅 を擴 大 し て 書 い た の がFig.27 で あ る 、}實験 結 果 に よれ ばNo. 2O2 No.,No・215,No. 217は 木 變 系 反 應 を起 す が,No.6, No.16, No.208, No. 42は 起 さ な い _.

これ よ り三 元 共 析 三 角 形 の 一黙P'は0つ4%C,0・4% Cuに 存 在 す る こ とか わ か る.

Fe-Fe3C系,Fe-Cu系 の 二 元 共 析點 の 變 化 及 び三 元共

亜 共 析 の 組成 の 試料 に つ い てTable 9の 一A3點 を 書 き 込 ん だ の がFig.24で あ る,こ れ よ り初 析 面 を決 定 す る

Fig. 27 Ternary eutectoid plane of the Fe corner.

Fig. 28 The sectional diagram at 0 5% Cu.

Fig. 30 The sectional

diagram at 4% Cu.

Fig. 32 The sectional

diagram at 0.15%C.

Fig. 34 The sectional

diagram at 0.55% C.

の で あ る が,先 づ そ の た め にCu-eonstのsection diagramを つ く れ ば Fig。28∼31に な る. つ い でC-constのsect-ian diagramを.つ く れ ば Fig。32∼35に な る, こ れ ら を も と と し て α-Fe湖 析 蔭 の 等 温 線 を ひ け ばFig.25に な る.

Fig. 29 The sectional

diagram at 2% Cu.

Fig. 31 The sectional

diagram at 5e%

Cu.

Fig. 33 The sectional

diagram at 0.25%C.

Fig. 35 The sectional diagram at 0.77% C.

(ⅱ)三 元共析點の決定

鷺元 共 析 灘 の決 定 は顯 微 鏡 試 驗 によ つ て 行 つ た .こ れ

に用 ひた 試 料 はTable 9に 示 す もの の 全 部 及 びTable

10を 示 す もの で あ る.

これ ら を三 角座 標 上 に とつた のがFig .24で ある.

試 料 は全 て1000。 以上 に増 熱 した の ち極 め て綾 漫 に冷

却 して標 準組 織 に した もの を槍 鏡 した,

三 元 共 析 點 の 決 定 に 先 立 つ て,Fe-Cu二

元 系 の共 析點

を確 認 す る必 要 を生 じた.そ のた め に著 者 等 は特 に3%,・

4%4'5%,5%,5.5%6%Cu;0%Cの

試 料 につ い

Table 10 _{て,こ れ を1100。 に加} 熱 後 徐 冷 し 次 に780。 に10hrs焼 鈍 し て そ の 組 織 を し ら べ た.そ の 結 果5'5%Cu以 上 の もの で は 粒 境 界 に初 析 の ε相 を發 見出 來 る が4.5%,5%Cuの も の は 一 様 に 二 元 共 析 組 織 を呈 す る こ と を認 め た.こ れ はPhoto.9,10に み ら れ る 遇 りで あ る.こ れ よ りFe-Cu.析 點 は5%Cuに あ る こ とが わ か つ た.こ の 點 がC添 加 に よ つ て 如何 に變 化 す る か は 專 ら初 析 の ε を 手 が か り して 進 み,そ の 結 果 Fig.24,01'0'に 示 され る や う 次C増 加 と 共 に 多 少Cu 側 に 移 動 し て ゆ く こ と を た し か め た. 一 方Fe-Fe3C共 析 點0'85%CにCuを 添 加 させ て い つ た とき の 變 化 は 初 析 のFerrite及 びCementiteを 手 が か り と し て 調 べ て ゆ け ば,Fig・24. O1'O'で 示 され る や うに,Cu増加に よ つ て も移 動 し な い こ とが わ か る.從 つ て02'O'O1'O'の 交 りな るO'鮎 が 三 元 共 析 鮎 で そ の 紐成 は0.85%C66%Cuで 温度 は 熱 膨 脹 測 定 か ち知 ら 、 れ た 通 り702。 で あ る.顯 微 鏡 組 織 はPhoto.11∼14に み られ る 通 り普通 のCarbon-steelの 共 析 組 織 のFerrite の 部 分 をFe-cu二 元 共 析 組 織 で 置 換 し た や う一な も の で あ る.但 しCuは非常 な 微 粒 子 と な つ て 存 在し て を る

か

ら

、

これ を認 め るた めに は1500倍

程 度 の 倍 率 によ らなけ

れ ば な らな い ・Photo.13はCu含

量 多 い た め に 凝固 の

途 中偏 晶 反 應 を して,粒 駅Cuを

分 離 し た もの の 組織 で

あ る.

三 元 共 析點O'が

存在 す る以 上Fe3C-Cu共

析 組 織 な

る もの が 必 ず 存 在 しな け れ ば な ら な い .然 し易動性の

Fe3Cと 不 活性 なCuと が 普 通 の共 析 的 な 形 を と らない た

ら うこ と は容 易 に 豫 想 ・

され る.そ こ で著 者 等,はO'點 よ

り炭 素 及 び銅 含量 の 高 い もの につ い て精 密 に 槍 鏡 した結

果Phota.14の

如 き組 織 観

出 した

これ 雌

境 界 に

net workを

な して を るFe3Cの

交 又 點 の部 分 にCu微

粒 『

が 現 はれ て を る もの で,こ れ が 明 か にFe3C-Cu共

析 組 成

とは 言 ぴ 得 な い と して も,そ れ と何 等 か の關 係 あ る もの

な る こ とは 容 易に 考 へ られ る と ころ で あ る,

(3)綜

合状

態 圖

以 上 の 結 果 を一括 して 綜 の 状 態 圖 を作 れ ばFig.36{2

な る.同圖中

にお け る諸點の 性 質,反應

等 に つ い て は既

にFig.5に

述 べ た 通 りで あ る.こ れ らの點 の組 成,温 度

第7號  Fe-Cu-Fe3C系平 衡 状 態 圖  257

Fig. 36 The equilibrium diagram of the Fe-Cu-Fe3C system.

Table 11 を列 記 す れ ばTable 11に な る.

V.総

括

電 解 鐵,白 銑 棟 銅 を 用 ひ て 熔 製 せ る の 金 に つ い て,熱 分 析,熱 膨 脹 測 定,顯 微 鏡 試 験 を行 つ てFe-Cu-Fe3C状 態圖 を 決 定 し た.

そ の 結 果,本 系 に は δ-Fe, γ-Fe, ε-Cu solid solution, Fe3Cの 四 つ の 初晶 面 が 存 在 し,且 一つ 二 液 相 分 離 の 部 分 が 可 成 廣 範 圍 に擴 が つ て を る 事 が わ か つ た.そ の 分 離 曲 線 はCu側 で は 極 め てFe-Cu軸 に 接 近 し て を り臨 界 點 は0.1%C40%Cuで あ る.こ の 曲 線 内 の もの は 熔 融 状 態 で 二 液 相 に 分 離 す る の は 勿 論 で あ る が,こ の 曲 線 外 の もの で も,0'2%.C 7'1%Cu以 上 に な る と 報 固 の 際 偏 晶 反 鷹 に よ つ てCu微粒 を生 ず る. Fe-Fe3C系1486° の 包 晶 點 はCu増 加 と共 に 漸 次 下 つ て,塗 にFe-Cu系1477。 の 包 晶 點 に 達 す る.Fe-Fe3C 共 晶 窯 はCu増 加 と 共 に稍 々Fe3C側 に ず れ4'5%C 3'3%Cuで 偏 晶 曲 と會 す る.そ の 温 度 は1095。 で,こ こ で 偏 共 晶 反 庵{に よ つ て0.01%C973%Cuな る 緯 成 の meltを 生 ず る,こ のmeltは 更 にFe-Cu系1094。 勉 晶 點 か ら のmeltと 會 し て,1092。 で 不 變 系 包 共 晶 反 鷹 を な す.. 固 相 變 態 は 熱 膨 脹 測 定,及 び 顯 微 鏡 槍 査 に よつ て 研 究 し た.槍 鏡 の 結 果Fe-Cu二 元 共 析 點 を5%Cuと 決 定 し,次 い で 三 元 共 析 點 は0.85%C6'5%Cuに あ り,温 度 は702° な る こ と を確 め た.そ し て そ の 組 織 は,薪 通 の Pearliteの 地 鐡 の 部 分 にCuが 極 め て 微 粒 子 を な し て 析 出 し たもの で あ る.

Photo. 1 C 0.02% Cu 10.24% Fe rest •~250

Primary Fe, boundary Cu.

Photo. 2 CO-02% Cu 20 % Fe rest •~250

Primary Fe, boundary Cu.

Photo. 3 CO-01% Cu 50% Fe rest •~250

Primary dendrite of Fe, ground mass Cu solid solution.

Photo. 4 Primary dendrite of Fe, ground mass Cu solid solution. •~250

Photo. 5 CO-3% Cu 50% Fe rest charged. •~80

Separated into two liquid phase'upper layer: CO-62% Cu 21.90 % Fe rest, Lower layer: C 0.02 % Fe 2028 % Cu rest. Photo. 6 C 0.33% Cu 10.07% Fe rest •~250 Cu separated as globules, ground mass Fe.

Photo. 7 C O-005% Fe 2.41 % Cu rest. Etched with 10%

(NH4)2S203 •~250

Homogeneous Cu solid solu tion.

Photo. 8 C 0.007% Fe 3.16% Cu rest •~250

Primary dendrite of Fe, ground mass Cu (solid solu tion.

Photo. 9 Cu 5 % Fe 95 % Slow cooled from 1100°, annealed 10 hrs at 780•‹.

Etched with 5% Picral. •~ 1500 Fe-Cu eutectoid.

Photo. 10 Cub%Fe 94% Slow cooled from 1100°, annealed

10hrs at 780•‹

Etched with 5% Picral. X1500 Boundary 8-phase of Cu, ground mass Fe-Cu eutectoid.

Photo. 11 CO-36% Cu 4.95 % Fe rest Slow cooled from 1050•‹ Etched with 5%Picral. •~1500 Fe-Cu and Fe-Cu Fe3C eu tectoid.

Photo. 12 C 0.76 % Cu 7.06% Fe rest.Slow cooled from 1050•‹. Etched with 5% Picral. •~1500 Boundary E-phase of Cu, gro und mass ternary eutectoid.

Photo.13 CO-73 % Cu 1009 % Fe rest. Slow cooled from 1050•‹.

Etched with 5% Picral. •~1500 Separated Cu grohule,proeute ctoide-phase and ternary

eute-Photo. 14 CO-99% Cu 11.12% Slow cooled from 1050•‹. Etched with 5% Picral. •~1500 Boundary net work of Fe3C, ground mass ternary eutectoid.