в чем заключается эвтектическое превращение

В чем заключается эвтектическое превращение

На нашей любимой в лабораторных работах диаграмме состояния свинец-сурьма эвтектика обозначена точкой «С» (рис.1,а). В этой точке формируется структурная составляющая, которую также называют эвтектикой (рис.1,б).

а	б

Рисунок 1. Диаграмма состояния свинец-сурьма (а) и структура эвтектики свинец-сурьма.

Поскольку в металлографии мы имеем дело со структурами, то эвтектикой будем называть структурную составляющую, которая состоит из двух и более фаз, одновременно закристаллизовавшихся из расплава, и имеющую характерное строение. Т.е. эвтектика фазой не является, и об этом следует помнить.
Эвтектическое превращение (эвтектический распад жидкости) – это фактически многофазная кристаллизация, диффузионное разделение расплава на 2 одновременно образующиеся кристаллические фазы. В сущности, эвтектика является естественным композиционным материалом, поскольку фазы, ее составляющие, как правило существенно различны по своим свойствам.
Если компоненты сплава неограниченно растворяются друг в друге, то эвтектика не формируется. Это, например, сплавы Cu-Ni, Cu-Au, Ag-Au и пр.Примером сплавов с эвтектикой являются сплавы Al-Cu, Pb-Sn, Bi-Cd, Al-Si (рис.2) и многие другие. И конечно, сплавы системы железо-углерод, т.е. стали и чугуны.

Т.о., эвтектика всегда формируется при кристаллизации (из жидкого в твердое).

Эвтектоид формируется при перекристаллизации твердого раствора. Чаще всего в качестве примера эвтектоида приводят перлит. Перлит образуется при перекристаллизации (распаде) аустенита. В точке в точке S при 0,8% углерода структура состоит только из перлита (рис. 3).

а	б

Рисунок 3. Фрагмент диаграммы состояния (а) и эвтектоид системы железо-углерод (перлит) (б).

Главное: в эвтектику или эвтектоид превращается всегда раствор:
Эвтектоидное превращение: из твердого в твердое;
Эвтектическое превращение: из жидкого в твердое.

А еще надо сказать, что эвтектика (или эвтектоид) – это самая красивая фазовая составляющая. Богатейшим материалом для демонстрации эвтектик и эвтектоида является чугун. На рис. 4 приведена структура, содержащая 3 эвтектики и эвтектоид: фосфидная (1) и феррито-графитная (2) эвтектики, ледебурит (3), перлит (4).

Рисунок 4. Три эвтектики и эвтектоид

Различные структуры связаны между собой, и по виду отделить эвтектику и эвтектоида не всегда возможно. На рис.5 показан ледебурит (эвтектика) в доэвтектическом чугуне; структура чугуна аустенит + ледебурит. В свою очередь ледебурит – это цементит + аустенит. Зерна аустенита ниже 727 о С превратились в перлит. То же самое произошло и с аустенитом эвтектики. Поэтому наша эвтектика при комнатной температуре состоит из цементита и эвтектоида.

Рисунок 5. Структура доэвтектического чугуна.

Рисунок 6. Эвтектика в сплаве Fe-Ti, излом

Эвтектика дендритного типа показана на рис.1. На рис.7а показано эвтектическое зерно (дендритный тип) в силумине. На рис 7б – кислородная эвтектика Cu-Cu₂O в литой меди (с изолированными включениями одной фазы).

Рисунок 7. Эвтектика в силумине (а) и в литой меди (б).

а	б

а	б

Источник

Как происходит эвтектоидное превращение? Как называется эвтектоид?

Эвтектоидное превращение происходит аналогично кристаллизации эвтектики, но не из жидкости, а из твердого раствора. Эвтектоид называется перлитом. Перлит (П) – механическая смесь феррита и цементита, содержащая 0,8%С. Зерно перлита состоит из параллельных пластинок цементита и феррита, на травленом шлифе напоминает перламутр, отсюда и называется – перлит. Аустенит, входящий в состав ледебурита, при 727 ºC также испытывает эвтектоидное превращение. Поэтому ниже 727 ºC ледебурит состоит из механической смеси перлита и цементита.

На рис.3 приведены кривые охлаждения сплавов: 0,02; 0,5; 0,8; 1,7; 3,5; 4,3; 5,5%С.

Охарактеризуйте превращения, происходящие в сплаве I при охлаждении.

Сплав 1, содержащий менее 0,02 % С, фактически представляет собой технически чистое железо. Точка 1 соответствует началу кристаллизации аустенита, точка 2 – окончанию кристаллизации. При охлаждении от точки 2 до точки 3 никаких превращений в образовавшемся аустените не происходит.

В точке 3 начинается, а в точке 4 заканчивается перестройка кристаллической решетки аустенита (ГЦК) в кристаллическую решетку феррита (ОЦК). При охлаждении в интервале температур 3-4 состав аустенита меняется по линии GS, а состав феррита – по линии GP. От точки 4 до точки 5 превращений не происходит, образовавшийся феррит просто охлаждается. Линия PQ соответствует линии переменной растворимости. Ниже этой линии сплав пересыщен углеродом, происходит выделение избыточного углерода, образующего химическое соединение с железом, т.е. цементит. При охлаждении цементит выделяется непрерывно, и концентрация углерода в феррите уменьшается по линии PQ, составляя при комнатной температуре

ным цементитом и обозначается Ц_Ш.

Охарактеризуйте превращения, происходящие в сплаве II при охлаждении.

Сплав II содержит 0,5%С. Образование кристаллов аустенита происходит в интервале температур 1-2. Состав аустенита изменяется по линии солидус АЕ, состав жидкой фазы по линии ликвидус АС. В точке 2 кристаллизация аустенита заканчивается, и от точки 2 до точки 3 структурных изменений в нем не происходит, аустенит просто охлаждается. В точке 3 начинается выделение феррита из аустенита. Концентрация углерода в феррите изменяется по линии GP, а концентрация углерода в аустените – по линии GS. При охлаждении сплава до точки 4 состав аустенита будет соответствовать точке S, т.е. эвтектоидному составу. При температуре 727 ºC произойдет эвтектоидное превращение с образованием перлита A_S↔Ф_Р+Ц_К. При комнатной температуре структура сплава состоит из феррита и перлита. Количество перлита в структуре увеличивается по мере роста содержания углерода в сплаве вплоть до концентрации 0,8%С.

Охарактеризуйте превращения, происходящие в сплаве Ш при охлаждении.

Сплав Ш, содержащий 0,8 % С, по составу соответствует точке S. Аустенит сплава с такой концентрацией углерода не испытывает превращения при охлаждении до 727 ºC, а при этой температуре весь аустенит превращается в перлит. При комнатной температуре структура сплава состоит из одного перлита.

Концентрация углерода в сплаве IV составляет более 0,8%С, но менее 2,14%С. До точки 3 превращения в этом сплаве такие же, как в сплавах П и Ш. При охлаждении в диапазоне температур между точками 3-4 из кристаллической решетки аустенита выделяется избыточный углерод с образованием вторичного цементита Ц_П. При этом содержание

углерода в аустените изменяется по линии ES. На линии PSK при температуре 727 ºC происходит эвтектоидное превращение, при котором аустенит превращается в перлит. Поэтому при комнатной температуре структура сплава состоит из перлита и вторичного цементита.

5.2.7. Охарактеризуйте превращения, происходящие в сплаве V при охлаждении.

5.2.8. Охарактеризуйте превращения, происходящие в сплаве VI при охлаждении.

В сплаве VI, содержащем 4,3 %С, при эвтектической температуре вся жидкость превращается в ледебурит. При понижении температуры содержание углерода в аустените, входящем в ледебурит, понижается по линии ES. При 727 ºC происходит перлитное превращение аустенита.

5.2.9. Охарактеризуйте превращения, происходящие в сплаве VII при охлаждении.

В сплаве VII кристаллизация начинается с образования кристаллов цементита. Такой цементит называется первичным. Первичный цементит выделяется из жидкости при охлаждении в интервале температур 1-2. Состав жидкости при этом меняется по линии ликвидус и в точке 2 жидкость содержит 4,3%С. Количественное соотношение жидкой и твердой фаз в точке 2 определяется соотношением отрезков Е2 и С2. При 1147 ºC происходит эвтектическое превращение. Аустенит образовавшегося ледебурита при охлаждении испытывает превращения, рассмотренные выше. При комнатной температуре структура сплава VII состоит из ледебурита и первичного цементита.

На свойства сплавов оказывает большое влияние различие в размерах и расположении выделений цементита. Цементит первичный выделяется при высоких температурах непосредственно из жидкой фазы. Его кристаллы – крупные. Цементит вторичный выделяется из аустенита при достаточно высоких температурах и высокой скорости диффузии. Поэтому цементит вторичный образуется в виде сетки по границам зерен. Цементит третичный выделяется из феррита при сравнительно низких температурах обычно внутри зерен в виде дисперсных включений. Эти включения увеличивают прочность феррита.

Сплавы системы железо-углерод по структурному признаку делят на две группы: углеродистые стали и белые чугуны.

Сталь

Дата добавления: 2018-04-05 ; просмотров: 1919 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

эвтектоидное превращение

Полезное

Смотреть что такое «эвтектоидное превращение» в других словарях:

Превращение — [transformation] изменение фазового состояния материала под влиянием внешнего воздействия: Смотри также: эвтектоидное превращение фазовое превращение перлитное превращение … Энциклопедический словарь по металлургии

диффузионное превращение — [diffusion transformation] фазовое превращение, при котором кристаллы новой фазы образуются в результате диффузионного перемещения атомов. При диффузионном превращении диффузия может идти как на дальние, так и на ближние расстояния. К… … Энциклопедический словарь по металлургии

фазовое превращение — [phase transformation] переход одних фаз в другие при изменении термодинамических параметров (температуры, давления, концентрации). При фазовых переходах I рода энтальпия (теплосодержание) и удельный объем изменяются скачком. Разницу в энтальпии… … Энциклопедический словарь по металлургии

мартенситное превращение — [martensite transformation] фазовое превращение в твердом теле, происходит посредством кооперативного, взаимосвязанного перемещения (сдвигания) атомов на расстояния меньше межатомного без обмена атомов местами так, что соседи любого атома в… … Энциклопедический словарь по металлургии

перлитное превращение — [pearlite transformation] превращение переохлажденного аустенита в смесь феррита, почти не содержащего углерода и цементита, содержащего 6,67 % С, при медленном охлаждении или изотермической выдержке ниже Аc1; сопровождатсяе диффузией,… … Энциклопедический словарь по металлургии

обратное мартенситное превращение — [reverse martensite transformation] превращение мартенсита при нагревании в высокотемпературную фазу по мартенситному механизму. По аналогии с точкой Ми температуру начала бездиффузионного образования аустенита обозначают Ав. В сплавах обратное… … Энциклопедический словарь по металлургии

нормальное превращение — [normal transformation] полиморфное превращение, при котором кристаллы новой фазы растут в результате неупорядоченных, взаимно не связанных диффузионных переходов атомов через границу раздела фаз. Нормальное превращение термически активирующееся… … Энциклопедический словарь по металлургии

магнитное превращение — [magnetic transformation] переход вещества в состояние с другим характером взаимодействия магнитных моментов атомов; фазовое превращение II рода. Магнитное превращение не сопровождается ни одним типичным для полиморфного превращения явлением:… … Энциклопедический словарь по металлургии

изотермическое мартенситное превращение — [isothermal martensite transformation] мартенситное превращение при изотермической выдержке в интервале температур Мн Мк; наблюдается в ряде сплавов (например, Fe 24%Ni 3%Mn) и характеризуется инкубационным периодом (подобно перлитному… … Энциклопедический словарь по металлургии

бейнитное превращение — [bainitic transformation] превращение переохлажденного аустенита в интервале температур между температурными интервалами перлитного (диффузионного) и мартенситного (бездиффузионного) превращения, поэтому его иногда называют промежуточным… … Энциклопедический словарь по металлургии

Источник

Эвтектика

Эвте́ктика (греч. éutektos — легкоплавящийся) — нонвариантная (при постоянном давлении) точка в системе из n компонентов, в которой находятся в равновесии n твердых фаз и жидкая фаза. Эвтектическая композиция представляет собой жидкий раствор, кристаллизующийся при наиболее низкой температуре для сплавов данной системы. Соответственно, температура плавления сплава эвтектического состава — также самая низкая, по сравнению со сплавами другого состава для данной системы компонентов. Это явление как раз и отражает этимологию термина.

Добавляя или отводя тепло, можно изменить пропорцию между кристаллическими фазами и расплавом в эвтектической точке без изменения температуры. После кристаллизации эвтектика становится смесью кристаллитов фаз. Одновременное образование нескольких кристаллических фаз в ходе эвтектической кристаллизации обуславливает возможность их кооперативного роста. В результате последнего образуются эвтектические бикристаллы — разветвлённые взаимновложенные дендриты эвтектических фаз, лишь выглядящие в сечении как мелкодисперсная смесь.

Эвтектика является пересечением поверхностей насыщения расплава с фазами, с которыми он находится в равновесии. Если отводится соответствующее количество тепла, то расплав эвтектического состава при кристаллизации в условиях близких к равновесным даст все кристаллические фазы, участвующие в равновесии. Если же при сохранении эвтектической температуры подводится тепло в достаточном количестве, то смесь фаз, отвечающая эвтектическому составу, в равновесных условиях полностью расплавится.

Литература

Ссылки

Полезное

Смотреть что такое «Эвтектика» в других словарях:

ЭВТЕКТИКА — (от греч. eutektos легко плавящийся) жидкая фаза (расплав), находящаяся в равновесии с двумя или более твердыми фазами. Температура кристаллизации эвтектики называется эвтектической точкой. Продукт кристаллизации жидкой эвтектики твердая… … Большой Энциклопедический словарь

эвтектика — сущ., кол во синонимов: 3 • расплав (5) • сплав (252) • эвтектоид (1) Словарь синонимов ASIS … Словарь синонимов

ЭВТЕКТИКА — [εΰ (эу) хорошо, легко; τεκτος (ςектос) расплав] 1. Расплав, представляющий собой смесь двух или нескольких компонентов и кристаллизующийся при самой низкой температуре из всех возможных для смесей… … Геологическая энциклопедия

эвтектика — Расплав (и состав), представляющий собой смесь двух или нескольких компонентов и кристаллизующийся при самой низкой температуре из всех возможных для смесей этих веществ путём одновременного выделения компонентов. Температура плавления… … Справочник технического переводчика

ЭВТЕКТИКА — тонкая смесь двух или большего числа твёрдых фаз, одновременно выкристаллизовывающихся из раствора или сплава при постоянной и наиболее низкой (для ряда смесей данных компонентов) температуре смеси, образующая при температуре своего плавления… … Большая политехническая энциклопедия

Эвтектика — [eutectic] смесь двух или более твердых фаз, одновременно кристаллизовавшихся из расплава, характеризующегося постоянной температурой кристаллизации и составом. В зависимости от количества фаз различаются 2 ные, 3 ные, 4 ные, в общем случае… … Энциклопедический словарь по металлургии

эвтектика — (от греч. éutēktos легко плавящийся), жидкая фаза (расплав), находящаяся в равновесии с двумя или более твердыми фазами. Температура кристаллизации эвтектики называется эвтектической точкой. Продукт кристаллизации жидкой эвтектики твердая… … Энциклопедический словарь

ЭВТЕКТИКА — (от греч. eutektos легко плавящийся) тонкая смесь кристаллов, одновременно закристаллизовавшихся из расплава при темп ре ниже темп ры плавления отд. компонентов (твёрдая Э.); Э. наз. также жидкий расплав (р р), из к рого возможна такая… … Большой энциклопедический политехнический словарь

ЭВТЕКТИКА — [eutectic] смесь двух или более твердых фаз, одновременно кристаллизовавшихся из расплава, характеризуется постоянной температурой кристаллизации и составом. В зависимости от количества фаз различают 2 ные, 3 ные, 4 ные, в общем случае… … Металлургический словарь

Эвтектика — (от греч. éutektos легко плавящийся) жидкая система (раствор или расплав), находящаяся при данном давлении в равновесии с твёрдыми фазами, число которых равно числу компонентов системы. Кристаллизация такой системы, согласно фаз правилу… … Большая советская энциклопедия

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Эвтектоидное превращение

Наличие эвтектоидного превращения во всех сплавах этой системы показывает и правая нижняя часть диаграммы, так как линия эвтектоидного превращения ( PSK ] идет практически через всю диаграмму. [34]

При эвтектоидном превращении могут возникнуть промежуточные фазы, но это совсем не обязательно. [35]

При эвтектоидном превращении наблюдается восходящая диффузия. Ведущей фазой является цементит. Пластинка цементита начинает расти либо от границы зерна аустенита, либо центром кристаллизации оказывается неметаллическое включение. Соседние области обедняются углеродом, там образуется феррит. Повторяясь многократно, этот процесс приводит к образованию зерна перлита, состоящего из параллельных пластинок цементита и феррита. [36]

При эвтектоидном превращении наблюдается восхо дящая диффузия. Ведущей фазой является цементит. Пластинка цементита начинает расти либо от границы зерна аустенита, либо центром кристаллизации оказывается неметаллическое включение. Соседние области обедняются углеродом и там образуется феррит. Повторяясь многократно, этот процесс приводит к образованию зерна перлита, состоящего из параллельных пластинок цементита и феррита. [37]

Затем идет эвтектоидное превращение с образованием перлита. Вторичный цементит выпадает обычно на границах зерен у-твердого раствора. При комнатной температуре наблюдается карбидная сетка, окружающая зерна, внутри которых располагаются перлитные колонии. [39]

При температуре выше эвтектоидного превращения сталь состоит из феррита и аустенита, аустенита, или аустенита и цементита. [40]

Наибольшее значение имеет эвтектоидное превращение в железоуглеродистых сплавах, рассматриваемых ниже. [41]

При переходе через эвтектоидное превращение в случае быстрого охлаждения аустенит превращается в перлит, а при медленном охлаждении в феррит и графит. [42]

Источник