Eutektoid

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Wykres równowag fazowych w układzie Fe–Fe3C
Eutektoid: 0,77%C (perlit), temperatura przemiany perlitycznej: 727 °C

Eutektoid (eutektoida, mieszanina eutektoidalna) – drobnokrystaliczna mieszanina dwóch lub więcej faz przypominająca budową mieszaninę eutektyczną, ale powstała w stanie stałym.

Cementyt – metastabilny węglik żelaza o wzorze empirycznym Fe3C (25% atomów C, co stanowi 6,67% masowych C). Jest jednym ze składników strukturalnych występującym w stali i żeliwach.Przemiana perlityczna – przemiana fazowa (termiczna) austenitu w perlit zachodząca w wyniku powolnego chłodzenia stali (poniżej temperatury 727 °C) nagrzanej do temperatury austenitu. Zachodzi przy ochłodzeniu austenitu poniżej temperatury Ar1 (alotropowej). Jest to przemiana dyfuzyjna, związana z przegrupowaniem atomów węgla, zachodząca przez zarodkowanie i wzrost zarodków; zarodkowanie heterogeniczne na cząstkach cementytu, płytkach ferrytu, a w austenicie na granicach jego ziaren; kolejno tworzenie płytek cementytu i ferrytu.

W najlepiej znanym przypadku równowagi fazowej w układzie żelazo z węgiel przemiana eutektoidalna zachodzi w temperaturze 727 °C w zakresie stężeń 0,0218–2,11%C.

W pierwszym etapie przemiany fazowej stopów zawierających więcej niż 0,0218%C, lecz mniej niż 0,77%C (stal podeutektoidalna), zachodzącej w czasie chłodzenia, w strukturze austenitu (faza γ) powstają drobne kryształy ferrytu (faza α o mniejszej zawartości węgla). W miarę postępu tego procesu punkt opisujący skład układu przemieszcza się w dół przez obszar współistnienia faz α i γ. Zwiększa się zawartość węgla w austenicie oraz udział ferrytu w mieszaninie kryształów. W temperaturze 727 °C jest osiągane graniczne stężenie węgla w obu fazach stałych (austenit: 0,77%C, ferryt: 0,0218%C). Pojawia się trzecia faza stała, o większej zawartości węgla – węglik Fe3C. Rozpoczyna się przemiana perlityczna, która jest procesem inwariantnym (2 składniki, 3 fazy, zero stopni swobody; zobacz – reguła faz), polegającym na równoczesnym powstawaniu drobnych kryształów fazy α i Fe3C (cementyt). Ta mieszanina eutektoidalna bywa nazywana "perlitem kulkowym" lub "perlitem płytkowym", zależnie od kształtu kryształów cementytu, znajdujących się w osnowie ferrytycznej. Formy płytkowe i pasemkowe powstają w warunkach większego przechłodzenia stopu (poniżej 727 °C). Przemiana perlityczna zachodzi do chwili wyczerpania fazy γ'', po czym temperatura zaczyna spadać (układ odzyskuje jeden stopień swobody).

Wykres fazowy (diagram fazowy) – dla różnych faz pozostających w stanie równowagi – zależność składu danej fazy od składu innej fazy; wykres taki zawiera informację na temat obszarów lub punktów współistnienia, w których istnieją jednocześnie różne fazy.Perytektyka (perytektyk) – składnik strukturalny stopów, faza powstająca w wyniku przemiany fazowej, która w układzie dwuskładnikowym zachodzi z udziałem fazy ciekłej (L) i dwóch faz stałych. W warunkach izobarycznych ten trójfazowy układ jest zerozmienny (reguła faz). Drugi rodzaj kryształów (perytektyka) powstaje w wyniku fazowej przemiany kryształów pierwszego rodzaju, zwykle na ich powierzchni. Przemiana perytektyczna kończy się, gdy układ odzyskuje jeden stopień swobody – zanika jedna z faz (ciecz lub pierwszy rodzaj kryształów) albo obie fazy wyjściowe (w punkcie perytektycznym).

W pierwszym etapie analogicznej przemiany stopów zawierających więcej niż 0,77%C, lecz mniej niż 2,11%C (stal nadeutektoidalna), w strukturze austenitu powstają drobne kryształy cementytu i zmniejsza się zawartość węgla w sieci krystalicznej fazy γ. Punkt opisujący skład układu przemieszcza się w dół przez obszar współistnienia faz γ i Fe3C. W temperaturze 727 °C pojawia się trzecia faza stała, o mniejszej zawartości węgla – drobnokrystaliczny ferryt. Rozpoczyna się zerozmienny proces powstawania perlitu nadeutektoidalnego, który kończy się w chwili wyczerpania austenitu. Produktem tej przemiany jest stal, w której ziarna cementytu są otoczone mieszaniną perlitem (fazy α i Fe3C).

Stop żelaza z węglem – stopy, w których węgiel rozpuszczany jest w żelazie. Węgiel może występować w nich w postaci węgla czystego – grafitu, roztworu stałego w sieci krystalicznej ferrytu lub austenitu albo jako węglik żelaza, np. Fe3C, zwanego cementytem.Obszar współistnienia – zestaw współrzędnych (fazowych) na wykresie fazowym, dla których współistnieją jakieś konkretne fazy (2 lub więcej). Współrzędnymi na wykresie fazowym są tzw. wielkości intensywne, jak ciśnienie, temperatura, stężenie.

Szczególnym przypadkiem jest przemiana austenitu zawierającego 0,77%C, która rozpoczyna się i kończy w temperaturze 727 °C. Wszystkie kryształy fazy γ ulegają przekształceniu w perlit – drobnoziarnistą mieszaninę faz α i Fe3C.

Zobacz też[ | edytuj kod]

  • eutektyk
  • perytektyk
  • perytektoid
  • Przypisy[ | edytuj kod]

    1. Encyklopedia techniki. T. Metalurgia. Katowice: Wydawnictwo "Śląsk", 1978, s. 459. (pol.)
    2. Materiały dydaktyczne Politechniki Szczecińskiej Struktury stopów według układu równowagi żelazo – węgiel (pol.). W: Przedmiot: Podstawy nauki o materiałach II (Tworzywa Metaliczne) [on-line]. Politechnika Szczecińska, Instytut Inżynierii Materiałowej, Zakład Metaloznawstwa i Odlewnictwa. [dostęp 2016-03-15]. [zarchiwizowane z tego adresu (2009-04-19)].; bibliografia: St. Rudnik: Metaloznawstwo. Warszawa: PWN, 1996. (pol.), St. Prowans: Materiałoznawstwo. Warszawa: PWN, 1997. (pol.), K. Przybyłowicz: Metaloznawstwo. Warszawa: WNT, 1996. (pol.), K. Wesołowski: Metaloznawstwo i obróbka cieplna. Warszawa: WNT, 1981. (pol.)
    Faza termodynamiczna – jednolita część układu fizycznego, oddzielona od innych powierzchniami międzyfazowymi, zwanymi granicami faz, na których zachodzi skokowa zmiana własności fizycznych lub chemicznych. Najprostszym przykładem zawsze odrębnych faz są jednorodne ciała będące w różnych stanach skupienia (np. woda i lód, woda i para wodna). I tak:Reguła faz lub reguła faz Gibbsa – zależność obowiązująca dla każdego układu będącego w równowadze termodynamicznej, łącząca liczbę faz w układzie, liczbę składników niezależnych oraz liczbę stopni swobody:




    Warto wiedzieć że... beta

    Austenit – składnik strukturalny stopów żelazo-węgiel, roztwór stały jednego lub więcej pierwiastków w Feγ. Jego nazwa pochodzi od nazwiska angielskiego metalurga Williama Ch. Robertsa-Austena (1843–1902).
    Perlit – płytkowe skupienia ferrytu i cementytu powstałe przez rozpad eutektoidalny austenitu. Składnik stopów żelaza, mieszanina ferrytu i cementytu powstająca z austenitu w wyniku przemiany eutektoidalnej w temperaturze 727 °C; zawierająca 0,77% węgla. Poprzez przemianę eutektoidalną będziemy rozumieć odwracalną przemianę austenitu w perlit (ferryt i cementyt) zachodzącą w stałej temperaturze.

    Reklama