A precipitation reaction is a reaction in which soluble ions in separate solutions are mixed together to form an insoluble compound that settles out of solution as a solid. That insoluble compound is called a precipitate

The strength and hardness of some metal and alloys may be enhanced by the formation of extremely small uniformly dispersed particles of a second phase within the original phase matrix; this  must  be  accomplished  by  phase  transformations  that  are  induced  by  appropriate  heat treatments. The process is called precipitation hardening because the small particles of the new phase  are  termed  “precipitates”.  Precipitation  hardening  and  the  treating  of  steel  to  form tempered matrensite are totally different phenomena, even though the heat treatment procedures are similar.

The eutectoid (eutectic-like) reaction is similar to the eutectic reaction but occurs from one solidphase to two new solid phases. It also shows as V on top of a horizontal line in the phase diagram. There are associated eutectoid temperature (or temperature), eutectoid phase, eutectoid and proeutectoid microstructures. The peritectic reaction also involves three solid in equilibrium, the transition is from a solid + liquid phase to a different solid phase when cooling. The inverse reaction occurs when heating.

Case of lead-tin alloys, A layered, eutectic structure develops when cooling below the eutectic temperature. Alloys which are to the left of the eutectic concentration (hipoeutectic) or to the right (hypereutectic) form a proeutectic phase before reaching the eutectic temperature, while in the solid + liquid region. The eutectic structure then adds when the remaining liquid is solidified when cooling further. The eutectic microstructure is lamellar (layered) due to the reduced diffusion distances in the solid state. To obtain the concentration of the eutectic microstructure in the final solid solution, one draws a vertical line at the eutectic concentration and applies the lever rule treating the eutectic as a separate phase.

a) Equilibrium cooling Solidification in the solid + liquid phase occurs gradually upon cooling from the liquidus line. The composition of the solid and the liquid change gradually during cooling (as can be determined by the tie-line method.) Nuclei of the solid phase form and they grow to consume all the liquid at the solidus line. b) Non-equilibrium cooling Solidification in the solid + liquid phase also occurs gradually. The composition of the liquid phase evolves by diffusion, following the equilibrium values that can be derived from the tie-line method. However, diffusion in the solid state is very slow. Hence, the new layers that solidify on top of the grains have the equilibrium composition at that temperature but once they are solid their composition does not change. This lead to the formation of layered (cored) grains (Fig. 9.14) and to the invalidity of the tie-line method to determine the composition of the solid phase (it still works for the liquid phase, where diffusion is fast.)

The grain size is often determined when the properties of a polycrystalline material are under consideration. In this regard, there exist a number of techniques by which size is specified in terms of average grain volume, diameter, or area. Grain size may be estimated by using an interceptmethod, described as follows. Straight lines all the same length are drawn through several photomicrographs that show the grain structure. The grains intersected by each line segment are counted; the line length is then divided by an average of the number of grains intersected, taken over all the line segments. The average grain diameter is found by dividing this result by the linear magnification of the photomicrographs. Grain size is measured with a microscope by counting the number of grains within a given area, by determining the number of grains that intersect a given length of random line, or by comparison with standard charts. The average grain diameter D can be determined from measurements along random lines by the equation…

Microstructure is defined as the structure of a prepared surface or thin foil of material as revealed  by  a  microscope  above  25×  magnification. The  microstructure  of  a  material  can strongly influence physical properties such as strength, toughness, ductility, hardness, corrosion resistance, high/low temperature behavior, wear resistance, and so on, which in turn govern the application of these materials in industrial practice. a) Sectioning and cutting The areas of interest forming the metallography specimens need to be sectioned for ease of handling. Depending on the type of material, the sectioning operation can be done by using abrasive cutter (for metal and metallic composite), diamond wafer cutter (ceramics, electronics and  minerals)  or  thin  sectioning  with  a  microtome  (plastics).  In  order  not  to  damage  the specimen, proper cutting requires the correct selection of abrasive cutting wheel, proper cutting speed…