Эвтектика

Эвтектика, англ. eutectic, eutecticum (от греческого слова "éutektos" - легко плавящийся) - смесь компонентов, которые плавятся при определённой, минимальной температуре. Литейный сплав может являться эвтектикой (эвтектический сплав). Эвтектику в системах "соль - вода" называют криогидратами, используют как охлаждающие смеси.

Эвтектика в сплавах представляет собой тонкую смесь твёрдых веществ, которые начинают кристаллизоваться одновременно из расплавов при температуре менее t_пл отдельных компонентов или любых других их смесей [1]. Примером эвтектики может служить, например, ледебурит в чёрных сплавах (Метастабильная система железо-цементит).

Согласно [4] эвтектика - это жидкая система (раствор или расплав), которая при данном давлении находится в равновесии с твёрдыми фазами, число которых равно числу компонентов системы. Кристаллизация эвтектики, как и кристаллизация чистых веществ, происходит при постоянной температуре согласно правилу фаз. При этом образуется твёрдая эвтектика - механическая смесь твёрдых фаз того же состава. Таким образом твёрдая эвтектика - это продукт кристаллизации жидкой эвтектики. Температура плавления твёрдой эвтектики для такой системы ниже температуры плавления смеси этой системы любого другого состава.

Свойство образовывать эвтектику характерно для металлических и неметаллических систем, в которых не ограничена взаимная растворимость компонентов в жидком состоянии, в то время, как в твёрдом состоянии растворимость ограничена или отсутствует. На диаграмме состояния двойной эвтектической системы, компоненты которой в твёрдом состоянии не растворяются друг в друге (рисунок), кривые TAE и TBE зависимости температур начала кристаллизации чистых компонентов А и В от состава системы пересекаются в точке Е, в которой жидкость L насыщена одновременно обоими компонентами (эвтектическая точка).

Диаграмма с эвтектическим превращением

Диаграмма с эвтектикой или диаграмма с эвтектическим превращением относится к диаграммам состояния сплавов с ограниченной растворимостью компонентов в твёрдом состоянии (III рода). В таких сплавах оба компонента неограниченно растворимы в жидком состоянии, ограниченно растворимы в твёрдом состоянии и не образуют химических соединений. Фазы сплавов с эвтектическим превращением: жидкость Ж, твёрдые растворы α (раствор компонента A в B) и β (раствор компонента B в A). Этот тип диаграмм очень важен, так как часто представлен в составе сложных диаграмм (Пример: Fe-C).

На диаграмме с эвтектикой может быть не одно, а два и больше эвтектических превращений. Например, в двухкомпонентных системах Железо-Гольмий и Железо-Диспрозий наблюдается три эвтектики, что и отражено на диаграммах этих систем.

Температура эвтектики

Температура кристаллизации эвтектики - эвтектическая точка. В эвтектической точке температуры ликвидус и солидус совпадают.

Для чистых железоуглеродистых сплавов температура образования эвтектики (ледебурита) немного ниже 1145°C. Т.е. эвтектика начинает образовываться при переохлаждении сплава ниже температуры 1145°C.

Эвтектичность

Эвтектичность, степень эвтектичности - показатель, определяющий количество графита в структуре чугуна с учётом содержания в нём C, Si, P, Mn и S. Эвтектичность выражают символами S_эт или S_сS_э=C/[4,23-0,312Si-0,33P+0,18(Mn-1,76S)], или в более простом виде S_э=C/(4,3-0,3Si). Величина эвтектичности характеризует чугун как доэвтектический (S_э<1), эвтектический (S_э=1), заэвтектический(S_э>1). Эвтектичность определяет структуру чугуна и его важнейшие механические свойства.