Eutektoid

Eutektoid (eutektoida, mieszanina eutektoidalna) – drobnokrystaliczna mieszanina dwóch lub więcej faz przypominająca budową mieszaninę eutektyczną, ale powstała w stanie stałym[1][2].

Wykres równowag fazowych w układzie Fe–Fe3C
Eutektoid: 0,77%C (perlit), temperatura przemiany perlitycznej: 727 °C

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).

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).

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 teżEdytuj

PrzypisyEdytuj

  1. Encyklopedia techniki. T. Metalurgia. Katowice: Wydawnictwo "Śląsk", 1978, s. 459. (pol.).
  2. Materiały dydaktyczne Politechniki Szczecińskiej Struktury stopów według układu równowagi żelazo – węgiel. [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)]. (pol.).; 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.).