2.3.7. Квазиэвтектика

При ускоренном охлаждении сплавов системы А - В (рис.1), близких по составу к эвтектической точке, выделение первичных кристаллов α (в доэвтек-

тических сплавах) или β ( в заэвтектических сплавах) тормозится; и в переохлажденных расплавах сразу начинается эвтектическая реакция с образованием дисперсных эвтектических α + β колоний.

Полученная в этих условиях эвтектика имеет состав, отличный от эвтектической точки, и поэтому называется квазиэвтектикой (''ложной'' эвтектикой).

Металлографически разделить квазиэвтектические и эвтектические структуры затруднительно, и для определения химического состава сплавов обращаются к химическому анализу.

Например, в до- и завтектических белых чугунах (система Fe – Fe₃C) с содержанием углерода около 4,3% путём подбора соответствующих скоростей охлаждения можно получить чисто ледебуритную квазиэвтектическую структуру.

Таким образом, структуры эвтектики по их виду (морфологии) можно условно подразделить на следующие основные группы: пластинчатые, зернистые, игольчатые, волокнистые («стерженьковые», дендритные).

Механические и физические свойства (твердость, прочность, электропро-

водность и др.) сплавов со структурой эвтектики или механической смеси фаз изменяются в зависимости от их химического состава по линейной зависимос-

ти (рис.16). Однако, это условие выполняется, если сплавы находятся в одина-

ковом состоянии. Дисперсность, характер расположения и тонкое и строение фаз эвтектики могут существенно влиять на свойства сплавов. При измельче-нии частиц эвтектики наблюдается отклонение от правила аддитивности .

3. Материалы, приборы, оборудование

Для выполнения лабораторной работы необходима коллекция шлифов сплавов следующих систем: Al-Si (до- и заэвтектический, модифицированный силумины), Pb-Sb, Sn-Zn, Cu-Zn, Fe-Fe₃C (белый чугун, эвтектоидная сталь с пластинчатым и зернистым перлитом).

Изучение коллекции шлифов студенты проводят на металлографических микроскопах МИМ-7 с набором оптики для получения различных увеличений с использованием Атласа микроструктур металлических материалов [3].

Рис. 16. Изменение механических и технологических свойств сплавов

с эвтектикой в зависимости от их химического состава

4. Порядок выполнения работы

4.1. Ознакомиться с теоретическими сведениями.

4.2. Внимательно просмотреть набор микрошлифов образцов сплавов следующих двойных систем: Al-Si (до- и заэвтектический, модифицирован- ный силумины), Sn-Zn, Pb-Sb, Sn-Zn, Cu-Zn, Fe-Fe₃C (белый чугун, эвтекто-

идная сталь с пластинчатым и зернистым перлитом). Просмотр шлифов производить в нескольких полях зрения сначала при малом увеличении (~×100), чтобы получить общее впечатление о характере микроструктуры в целом, затем при больших увеличениях (~×200-500) – для изучения деталей строения отдельных структурных составляющих и эвтектик.

4.3. Изучить и зарисовать микроструктуры всех образцов с типичными видами эвтектики кратко описать их, указав наименование каждой структурной составляющей, морфологию эвтектических кристаллов.

4.4. Описать характерные особенности структурообразования каждого исследованного образца.

4.5. Сделать копию или нарисовать диаграмму фазового равновесия, приведенную на рис.1, указать на ней любой двухфазный сплав, в структу-

ре которого есть эвтектика, построить схематическую кривую охлаждения, указать микроструктуру сплава при комнатной температуре и рассчитать в общем виде соотношение фаз и структурных составляющих в нём.

4.6. На одном из образцов сплава системы Al-Si (по указанию пре­подавателя) методом количественной металлографии определить объемные доли структурных составляющих при комнатной температуре (для последующего расчета химического состава сплава).

Определить по диаграмме равновесия Al-Si (см. плакат) химический состав сплава, для которого найде­ны объемные доли структурных составляющих.

Определить по диаграмме равновесия Al-Si и химическому составу количество фаз в сплаве при комнатной температуре.