IMG0 131 (2)

Rys. 6.20. Struktura eutektyki: a) płytkowa (Pb-Sb), b) słupkowa (Pb-Cd), c) ziarnista (Cu-Cu 0 d) iglasta (Al-Sb)

6.3. Krystalizacja stopów    131

-    ziarnisty (rys. 6.20c), w którym sferoidalne wydzielenia jednej fazy * równomiernie rozłożone w osnowie drugiej fazy,

-    iglasty (rys. 6.20d), w którym nieregularne wydzielenia jednej fazy $ rozłożone w osnowie drugiej fazy.

Badania Chadwicka z ostatnich lat wskazują, że w stopach dwuskładnikowy dostatecznej czystości mieszanina eutektyczna ma budowę płytkową. Toteż ą nowsze poglądy przyjmują ten typ mikrostruktury eutektycznej za zasadniczy, tłumacząc pozostałe zniekształceniami podstawowej formy wywołanymi warunkam krystalizacji i zanieczyszczeniami stopu.

W dwuskładnikowym układzie A-B mieszaniny eutektycznej roztworów stałych nasyconych a i p (rys. 6.2la), przy założeniu dostatecznej czystości metali składo wych, przebieg krystalizacji eutektycznej jest następujący.

Krystalizacja rozpoczyna się zarodkowaniem jednej fazy, np. ot, bogatej w składnik A (rys. 6.21b). Wzrost jej kryształów trwa, dopóki stężenie odprowadzanej# przed frontem krystalizacji metalu B nie osiągnie w roztworze ciekłym dostateczną wartości, przy której możliwe jest zarodkowanie drugiej fazy (p). Faza p pojawia a przez przypadkowe zarodkowanie w roztworze ciekłym albo na ścianach krysztaló?

g (rys. 6.21c). Z kolei po odpowiedniej zmianie stężenia roztworu ciekłego na pianach kryształów fazy [3 zarodkuje faza ot (rys. 6.21d). Wzrost eutektyczny odbywa ^ przez zarodkowanie jednej fazy na ścianach kryształów drugiej albo przez pokrycie drugiej fazy (rys. 6.2 le). Dla eutektyki płytkowej ten ostatni mechanizm Ju jest najprawdopodobniejszy, co potwierdza określona orientacja krystalo-_0(aficzna obu faz, jak np.

w układzie Pb-Sn    (111) Pb 11(101) Sn    [112] Pb || [010] Sn,

w układzie Sn-Zn    (100) Sn || (0001) Zn    [001] Sn || [OlIO] Zn.

Boczwar stwierdził, że podczas krystalizacji stopu eutektycznego często występuje równoczesne zarodkowanie obu faz. Niezależny ich rozrost trwa do chwili zetknięcia się kryształów dwóch różnych faz, co inicjuje rozpoczęcie wzrostu eutektycznego.

Front krystalizacji podczas wzrostu eutektycznego zależy od właściwości obu faz, od gradientu stężenia w fazie ciekłej przy powierzchni rozdziału oraz od swobodnej energii powierzchniowej.

Jeżeli przyjąć, że w rozpatrywanym układzie faza a odznacza się większą przewodnością cieplną w porównaniu z fazą (3, to szybkość wzrostu tych kryształów będzie mniejsza, ponieważ wolniejsze odprowadzanie ciepła w głąb fazy (3 (przy jednakowym w głąb roztworu ciekłego) będzie czynnikiem zmniejszającym przechodzenie. Współczynnik rozdziału dla fazy a jest większy niż dla fazy (3 (#c₀ > fcj. Z tego iwynika, że w roztworze ciekłym stężenie składnika A przed frontem krystalizacji płytki (3 jest większe od stężenia składnika B przed płytką ot, co również przyczynia się do nierównomiernego wzrostu obu faz. Łączne działanie tych czynników wraz z wpływem napięcia powierzchniowego decyduje o kształcie frontu krystalizacji (rys. 6.22a). Dla płytek obu faz front krystalizacji ma kształt powierzchni wypukłych, przy czym z wymienionych powodów płytki fazy ot, rosnące szybciej, wystają przed płytkami fazy (i. Oba rodzaje płytek mogą wzrastać równomiernie, jeżeli różnica szybkości ich wzrostu będzie kompensowana większą grubością płytek fazy a niż fazy p.

Grubość płytek obu faz zależy od szybkości krystalizacji, a przy danej szybkości