Что такое эвтектика стали

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

Эвтектика

Пластинчатая (а), зернистая (б), скелетная (в) и игольчатая (г) эвтектики

Компоненты сплавов с направленной эвтектикой, которые относят к естественным композитам, подбираются так, чтобы каждая из образующихся фаз, входящих в эвтектику, отвечала определенным требованиям и обеспечивала бы в сплаве повышенные свойства: жаропрочность, жаростойкость, сопротивление ползучести и др. Кроме того, при взаимодействии фаз при изменении температуры может достигаться ряд специальных свойств: термоэлектрических, термомагнитных и др. Область возможного применения: лопатки газовых турбин, электроника, оптика и др.;

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 — (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 — (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,… … Википедия

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

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 — [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

Источник

Эвтектика

Из Википедии — свободной энциклопедии

Фазовая диаграмма бинарной смеси с простой эвтектикой

Пространственная диаграмма состояния трехкомпонентной системы с одной тройной эвтектикой. Диаграмма имеет форму призмы, в которой треугольник Гиббса — Розебома, параллельный основанию, является изотермическим сечением.

Эвтектическая точка — нонвариантная (при постоянном давлении) точка в системе из n компонентов, в которой находятся в термодинамическом равновесии n твёрдых фаз и жидкая фаза. Жидкая эвтектика представляет собой раствор или расплав, кристаллизующийся при температуре более низкой, чем температура кристаллизации каждого из веществ, входящих в состав смеси. Соответственно, температура плавления твёрдой эвтектики — самая низкая для данной смеси компонентов. Это явление как раз и отражает этимология термина.

Источник

Что такое эвтектическая сталь

Эвтектика

— сплав, представляющий собой смесь двух или нескольких компонентов, кристаллизующихся одновременно при самой низкой температуре из всех возможных для смесей этих веществ. Согласно правилу фаз кристаллизация такой системы происходит при постоянной температуре. Эвтектику образуют системы (металлические и неметаллические), взаимная растворимость компонентов которых в жидком состоянии не ограничена, а в твёрдом — ограничена или отсутствует. Эвтектическая структура в твёрдом состоянии состоит, как правило, из мелких кристаллов всех имеющихся фаз, так как при одновременной кристаллизации их из жидкого сплава рост каждой затрудняется. Эвтектика в железоуглеродистых сплавах, представляющая собой смесь аустенита и цементита, называется ледебуритом. В технике применяют эвтектические сплавы в качестве припоев и литейных сплавов. Эвтектику в системах соль — вода (криогидраты) используют в качестве охлаждающих смесей.

Эвтектическая температура,
эвтектики температура

— температура, при которой затвердевает или плавится эвтектический сплав (сплав, в котором происходит одновременная кристаллизация фаз).

♦ Эвтекти́ческая температу́ра
♦ Эвте́ктики температу́ра

Эвтектический сплав

— сплав, в котором происходит одновременная кристаллизация фаз при постоянной и самой низкой температуре для сплавов, состоящих из смеси определённых веществ. Эвтектические сплавы (эвтектика), существуют в системах, в которых взаимная растворимость компонентов в жидком состоянии не ограничена, а в твёрдом — ограничена или отсутствует. В сплавах произвольного состава эвтектика рассматривается как структурная составляющая. В твёрдом состоянии эвтектический сплав состоит из мелких кристаллов всех фаз, так как при одновременной кристаллизации их из жидкого сплава рост каждой затрудняется. Эвтектика в железоуглеродистых сплавах, представляющая собой смесь аустенита и цементита, называется ледебуритом. Применяют эвтектические сплавы в качестве припоев и литейных сплавов.

Эвтектический чугун

— белый чугун, содержащий 4,3% углерода. Является эвтектическим железоуглеродистым сплавом. Имеет одну структурную составляющую — ледебурит.

♦ Эвтекти́ческий чугу́н

Эвтектическое превращение

— процесс одновременного образования двух или более твёрдых фаз из жидкой. В равновесных условиях процесс протекает изотермически.

♦ Эвтекти́ческое превраще́ние

Эвтектоид,
эвтектоидный сплав

— сплав, в котором происходит перекристаллизация (полиморфное превращение) с одновременным образованием двух новых фаз при постоянной и самой низкой температуре для сплавов, состоящих из смеси определённых веществ. Эвтектоид является аналогичной эвтектике структурной составляющей металлических сплавов, образующейся не из жидкой, а из твёрдой фазы и имеющей более дисперсное внутреннее строение. Эвтектоид в железоуглеродистых сплавах, представляющий собой смесь феррита и цементита, называется перлитом.

♦ Эвтекто́ид
♦ Эвтекто́идный сплав

Эвтектоидная сталь

♦ Эвтекто́идная сталь

Эвтектоидная температура

— температура, при которой происходит эвтектоидное превращение.

♦ Эвтекто́идная температу́ра

Эвтектоидное превращение

— полиморфное превращение, при котором из одной твёрдой фазы образуются две новые стабильные фазы. Полностью обратимый изотермический процесс.

Что такое эвтектическая сталь

Строго говоря, эвтектика — это точка на диаграмме состояния, в которой жидкость (расплавленный металл) находится в равновесии с двумя или несколькими твердыми фазами. Кристаллизация сплава в этой точке происходит при постоянной температуре.


а	б

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

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


а	б

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

Рисунок 4. Три эвтектики и эвтектоид

Рисунок 5. Структура доэвтектического чугуна.

Строение эвтектических (эвтектоидных) зерен, а, следовательно, и эвтектическая структура сплавов, может быть различной. Определяется она природой кристаллизующихся фаз и условиями кристаллизации.
По форме различают полиэдрические, пластинчатые, разветвленные (дендритные) и сферолитные эвтектические зерна. Классический пластинчатый эвтектоид – это перлит, который уже показан на рис. 3 — 5. Пластинчатая эвтектика в ферросплаве показана на рис.6.

Рисунок 6. Эвтектика в сплаве Fe-Ti, излом

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

По морфологии, пожалуй, не скажешь, с чем именно мы имеем дело — с эвтектикой или эвтектоидом. Примеры структуры эвтектоидов приведены на рис. 8 и 9.


а	б


а	б

Стали доэвтектоидные, эвтектоидные и заэвтектоидные,

Их структура

Структура сталей формируется в результате перекристаллизации аустенита. Микроструктуры сталей представлены на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Микроструктуры сталей: а – доэвтектоидная сталь ; б – эвтектоидная сталь (пластинчатый перлит); в – эвтектоидная сталь (зернистый перлит); г – заэвтектоидная сталь .

По содержанию углерода и по структуре стали подразделяются на:

— доэвтектоидные (0,02%

· чугун значительно дешевле стали;

· производство изделий из чугуна литьем дешевле изготовления изделий из стальных заготовок обработкой резанием, а также литьем и обработкой давлением с последующей механической обработкой.

Контрольные вопросы

1. Чем чугун отличается от стали по составу?

2. Чем чугун отличается от стали по технологическим свойствам?

3. Как наличие углерода и кремния влияет на свойства чугуна?

4. Как наличие сера влияет на свойства чугуна?

5. Как наличие фосфора влияет на свойства чугуна?

6. Назовите положительные стороны наличия графита.

3.4. Виды чугунов. Белый и серый чугуны. Применение белых и серых чугунов

В зависимости от состояния углерода в чугуне различают:

· белый чугун – углерод в связанном состоянии в виде цементита, в изломе имеет белый цвет и металлический блеск;

· серый чугун – весь углерод или большая часть находится в свободном состоянии в виде графита, а в связанном состоянии находится не более 0,8 % углерода. Из-за большого количества графита его излом имеет серый цвет;

· половинчатый – часть углерода находится в свободном состоянии в форме графита, но не менее 2 % углерода находится в форме цементита. Мало используется в технике.

Наиболее широкое распространение получили чугуны с содержанием углерода 2,4…3,8%. Чем выше содержание углерода, тем больше образуется графита и тем ниже его механические свойства, следовательно, количество углерода не должно превышать 3,8 %. В то же время для обеспечения высоких литейных свойств (хорошей жидкотекучести) углерода должно быть не менее 2,4 %.

Влияние формы графита на механические свойства чугунов.

Графитовые включения можно рассматривать как соответствующей формы пустоты в структуре чугуна. Около таких дефектов при нагружении концентрируются напряжения, значение которых тем больше, чем острее дефект. Отсюда следует, что графитовые включения пластинчатой формы в максимальной мере разупрочняют металл. Более благоприятна хлопьевидная форма, а оптимальной является шаровидная форма графита. Пластичность зависит от формы таким же образом. Относительное удлинение ( ) дпя серых чугунов составляет 0,5 %, для ковких – до 10 %, для высокопрочных – до 15%.

Наличие графита наиболее резко снижает сопротивление при жестких способах нагружения: удар; разрыв. Сопротивление сжатию снижается мало.

Белый чугун — вид чугуна, в котором углерод в связанном состоянии в виде цементита, в изломе имеет белый цвет и металлический блеск. В структуре такого чугуна отсутствуют видимые включения графита и лишь незначительная его часть (0,03-0,30%) обнаруживается тонкими методами химического анализа или визуально при больших увеличениях. Основная металлическая масса белого чугуна состоит из цементитной эвтектики, вторичного и эвтектоидного цементита, а легированного белого чугуна — из сложных карбидов и легированного феррита. Классифицируется:

— передельный чугун для отливок — ПЛ1, ПЛ2,

— передельный фосфористый чугун — ПФ1, ПФ2, ПФ3,

— передельный высококачественный чугун — ПВК1, ПВК2, ПВК3;

Серый чугун. Структура не оказывает влияние на пластичность, она остается чрезвычайно низкой. Но оказывает влияние на твердость. Механическая прочность в основном определяется количеством, формой и размерами включений графита. Мелкие, завихренной формы чешуйки графита меньше снижают прочность. Такая форма достигается путем модифицирования. В качестве модификаторов применяют алюминий, силикокальций, ферросилиций.

Серый чугун широко применяется в машиностроении, так как легко обрабатывается и обладает хорошими свойствами.

В зависимости от прочности серый чугун подразделяют на 10 марок.

Серые чугуны при малом сопротивлении растяжению имеют достаточно высокое сопротивление сжатию.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение ковкого чугуна.

2. Назовите область применения ковких чугунов.

3. Как маркируются ковкие чугуны?

Высокопрочный чугун

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом.

Высокопрочные чугуны могут иметь ферритную (ВЧ 35), феррито-перлитную (ВЧ45) и перлитную (ВЧ 80) металлическую основу. Получают эти чугуны из серых, в результате модифицирования магнием или церием (добавляется 0,03…0,07% от массы отливки). По сравнению с серыми чугунами, механические свойства повышаются, это вызвано отсутствием неравномерности в распределении напряжений из-за шаровидной формы графита.

Чугуны с перлитной металлической основой имеют высокие показатели прочности при меньшем значении пластичности. Соотношение пластичности и прочности ферритных чугунов — обратное.

Высокопрочные чугуны обладают высоким пределом текучести, достаточно высокой ударной вязкостью и усталостной прочностью. Из-за высокого модуля упругости достаточно высокая обрабатываемость резанием. Обладают удовлетворительной свариваемостью. Литейные напряжения в отливках несколько выше, чем для серого чугуна.

Высокопрочные чугуны содержат: углерода – 3,2…3,8 %, кремния – 1,9…2,6 %, марганца – 0,6…0,8 %, фосфора – до 0,12 %, серы – до 0,3 %.

Отливки коленчатых валов массой до 2..3 т, взамен кованых валов из стали, обладают более высокой циклической вязкостью, малочувствительны к внешним концентраторам напряжения, обладают лучшими антифрикционными свойствами и значительно дешевле.

Обозначаются индексом ВЧ (высокопрочный чугун) и числом, которое показывает значение предела прочности, умноженное на ВЧ 100.

Контрольные вопросы

1. Назовите классификацию высокопрочных чугунов.

2. Назовите область применения высокопрочных чугунов.

3. Как маркируются высокопрочные чугуны?

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Источник

Что такое эвтектика стали