2.3.3. Анормальная (аномальная) эвтектика

В отличие от нормальной эвтектики с регулярным расположение фаз, анормальная эвтектика отличается нерегулярным расположением и непра-вильной формой фазовых участков в микроструктуре. Границ колоний нет. Долгое время считали, что сначала кристаллизуется одна фаза эвтектики в виде дендритов или другой формы кристаллов, а затем между образованными кристаллами выделяется из оставшейся жидкости вторая фаза эвтектики, т.е. в этом случае отсутствует двухфазный фронт кристаллизации. Однако, стерео-

метрический микроанализ подобных эвтектик, проведенный Тараном Ю.Н. и сотрудниками, показал, что анормаль­ные эвтектики также, как и нормальные, способны к сопряженному росту обеих фаз и образованию колоний. В преде-

лах колонии обе фазы непрерывны, но отличаются сложным характером раз-

ветвления и поэтому кажутся в плоскости шлифа кристаллизующимися из разных центров. Как правило, такие эвтектики формируются тогда, когда твердые фазы значительно различаются своими решетками и кристаллогео-

метрического соответствия при их соприкосновении не возникает.

Примером такой эвтектики может служить эвтектика в сплавах системы Pb-Sb (рис.2, 3), анализируя строение которой можно было бы утверждать, что кристаллы сурьмы (светлые частицы) - ведущей фазы образуют разветвленный кристаллический скелет, внутри которого расположены кристаллы свинца. На самом деле две частицы этих фаз образуют эвтектическую колонию. На рис. 19

[3] приведена микроструктура подшипникового антифрикционного сплава марки БС, являющегося заэвтектическим сплавом этой же системы с небольшой добавкой меди (1%). Основу структуры составляет аномальная эвтектика в виде «китайских иероглифов», состоящая из β (Sb) и α (Pb).

2.3.4. Дисперсная эвтектика

При увеличении степени переохлаждения ΔТ_i эвтектического расплава системы А – Б, что достигается применением более высоких скоростей охлаж-

дения, существенно увеличивается число центров кристаллизации фаз эвтек-тики и уменьшаются размеры их критических зародышей, но одновременно тормозятся диффузионные процессы и рост фаз эвтектики, что приводит к формированию более дисперсной эвтектики в целом. Сопряженный рост и общий фронт кристаллизации обеих фаз, а также образование колоний в виде бикристаллов в дисперсной эвтектике сохраняются.

Например, в эвтектическом белом чугуне с ростом переохлаждения изменяется строение ледебурита: нарушается правильность и увеличивается дисперсность (уменьшаются размеры) дендритов аустенита. Если в нормальной эвтектике кристаллы аустенита пронизывали всю толщу цементитных пластин, не прерываясь, то теперь колонии приобретают слоистый характер (рис.11). Отдельные объемы с правильной сотовой струк-

Рис.11. Схема формирования многослойных Рис.12. Микроструктура перистых

колоний ледебурита колоний ледебурита, × 200

турой разделены прослойками аустенита и цементита, что является следстви- ем нарушения стационарности эвтектического распада жидкости. Ускорение охлаждения изменяет не только внутреннее строение ледебурита, т.е. форму и дисперсность распределённого в цементите аустенита, но и внешнюю форму колоний. Чем быстрее охлаждение, тем всё больше разветвляются пластины ледебуритного цементита, и колонии приобретают перистую форму (рис.12). Колония представляет собой сильно расщеплённый кристалл цементита, весь пронизанный тончайшими нитями аустенита. Пространственный вид таких эвтектических колоний показан на рис.13.

Рис.13. Пространственный вид перистых колоний ледебурита, × 200

В качестве других примеров дисперсной эвтектики можно указать на структуру эвтектики в системе Sn – Zn [3].

При дальнейшем повышении скорости охлаждения расплава форма коло-

ний эвтектики изменяется от дендритов к сферолитам. При очень большом пе-

реохлаждении ΔТ_i эвтектического расплава (скорость охлаждения порядка 10⁶ град/сек и выше), образование колоний и эвтектики в целом становится невоз-

можным, и формируются мелкодисперсные механические фазовые смеси.