1、r 二元共晶相圖:兩組元在液態時相互無限互溶，在固態時相互有限互溶，發生共晶轉變，形成共晶組織的二元系相圖。 如Pb-Sn、Pb-Sb、Ag-Bi等合金系。r共晶轉變(共晶反應):在一定的溫度下，由一定成分的液相同時結晶出成分一定的兩個固相的轉變過程.r共晶組織:共晶轉變的產物(兩固相混合物)一、相圖分析一、相圖分析 線（液、固、溶解度）、相區（單、兩、三相）、線（液、固、溶解度）、相區（單、兩、三相）、點、反應點、反應r特點特點:液相線:AE、BE,固相線:AMNB溶解度曲線:MF、NG三個單相區:L,三個兩相區:L+, L+,+三相共存區: MEN水平線（共晶轉變線） 在共晶線上發生共晶轉

2、變: E為共晶點, tE為共晶溫度,成分在共晶點的合金為共晶合金，成分在共晶點以左，M點以右的合金稱亞共晶合金，成分位于共晶點以右，N點以左的合金稱過共晶合金. NMtEEL 二、典型合金的平衡結晶過程二、典型合金的平衡結晶過程1 含錫量含錫量wSn19%的合金的合金（wSn=10% ）r緩冷到1點時,開始從液相結晶出固溶體.隨溫度降低, 數量不斷增多,L相數量不斷減少.其成分分別沿固相線AM和液相線AE變化. r冷卻到2點,結晶完畢,全部變為固溶體,成分與原始液相相同(勻晶轉變)r2-3點,保持 固溶體不變.r3點以下,Sn在固溶體中呈過飽和狀態,多余Sn以固溶體形式從固溶體中析出.隨溫度的

3、繼續降低, 固溶體的溶解度逐漸減少,析出不斷進行. 相和相的成分分別沿MF和NG線變化.r合金結晶結束后室溫組織:+如圖,黑色基體為相，白色顆粒為 ， 分布在的晶界上，或在晶粒內析出。r 合金合金的顯微組織的顯微組織wSn=10%合金的顯微組織合金的顯微組織r合金合金的平衡結晶過程示意圖的平衡結晶過程示意圖 、兩相的含量可用杠桿定律求出,如合金的、相的含量分別為：%1004%1004FGGwFGFw成分位于F和M之間的合金, 平衡結晶過程均與以上相似, 顯微組織為+ ,只是兩相相對含量不同.Pb-Sn合金相圖r緩冷到溫度tE=183時發生共晶轉變：r繼續冷卻,共晶組織中和相都要發生溶解度變化:

4、 相成分沿MF線變化, 相成分沿NG線變化,分別析出次生相和 r結晶結束后組織為:(+)+ +(極少,忽略) NMtEEL 2 含錫量含錫量wSn=61.9%的合金的合金(共晶合金共晶合金) M和N相的含量可用杠桿定律求出：%6 .54%100195 .97199 .61%100%4 .45%100195 .979 .615 .97%100MNMEwMNENwNMr共晶組織中共晶組織中M和和N相的含量相的含量如圖, 和呈層片狀交替分布,其中黑色為相,白色為相,次生相在顯微鏡下難以分辨.r 合金合金的顯微組織的顯微組織r共晶合金的平衡結晶過程示意圖共晶合金的平衡結晶過程示意圖按兩相的分布形態，可

5、分為：層片狀、棒狀（條狀或纖維狀）、球狀（短棒狀）、針片狀、螺旋狀等。原因原因:共晶組織中兩個組成相的本質決定了其形態.r 共晶組織的形態共晶組織的形態3 合金合金的結晶過程的結晶過程( (亞共晶合金亞共晶合金 1919wSn61.9%） 過共晶合金:成分位于共晶點E以右,N點以左r過共晶合金的顯微組織過共晶合金的顯微組織白亮色卵形部分為先共晶固溶體,其余為共晶組織綜合以上幾種不同成分合金的分析,可以看出:rF-M成分范圍內,合金組織為+r亞共晶合金的組織為:+共晶組織(+)r共晶合金完全為:共晶組織(+)r過共晶合金的組織為:+共晶組織(+)rN-G成分范圍內,合金組織為+ 其中,、及(+)

6、在顯微組織中能清楚區分,是組成顯微組織的獨立部分,稱組織組成物。 從相的本質看，它們都由和兩相組成，和兩相是組成合金的基本相，稱為合金的相組成物。r為分析組織方便,了解合金系中任一合金在任何溫度下的組織形態,常把合金平衡結晶后的組織直接填寫在合金相圖上，如圖r 合金的組織組成物和相組成物的相對含量都可以用杠桿定律計算。例如,WSn=30%的合金共晶轉變結束后，相和（）共晶組織的含量分別為:%4 .74%100199 .61309 .61%100MEPEW%6 .25%100199 .611930%100)(MEPMW22 相組成物和相的含量分別為：%14%100195 .971930%100%

7、86%100195 .97305 .97%100MNMpWMNpNW 三、不平衡結晶及組織三、不平衡結晶及組織1 偽共晶偽共晶在不平衡結晶條件下,成分在共晶點附近的亞共晶或過共晶合金也可得到全部共晶組織,這種非共晶成分的合金得到的共晶組織稱偽共晶.原因原因:此時液相對相和相都是過飽和的,可以同時結晶出相和相.偽共晶區偽共晶區的形狀分兩類:a)隨溫度降低,偽共晶區相對共晶點近乎對稱地擴大金屬與金屬金屬與金屬b)偽共晶區偏向一邊歪斜地擴大. 金屬與非金屬金屬與非金屬r偽共晶區形狀形成的原因偽共晶區形狀形成的原因:取決于共晶中兩個相單獨生長時的長大速度和過冷度的關系. 若兩相單獨生長時的長大速度與過

8、冷度的關系差別不大,則偽共晶區向共晶點下面兩邊呈對稱性擴大.若兩相單獨生長時長大速度與過冷度關系相差很大,其中一相的長大速度隨過冷度增加下降很快,則該相的生長會受抑制,使偽共晶區歪斜地偏向該相一邊.r影響相長大速度的因素影響相長大速度的因素由各相本身的晶體結構及其固液界面的性質決定.晶體結構復雜并呈光滑界面的相,其長大速度隨溫度的降低而下降較快,所以偽共晶區向該相區偏斜.舉例舉例: :Al-Si合金系中，共晶合金在快冷條件下結晶后得到亞共晶組織。原因原因: :圖中偽共晶區偏向Si的一側,這樣,共晶成分液相表象點a不會過冷到偽共晶區內,只有先結晶出相,相向液體中排出Si溶質原子,液體成分達到b點

9、時,才發生共晶轉變.結果,共晶點像向右移動了一樣,共晶合金變為亞共晶合金. r偽共晶區在相圖中的位置可用來解釋一些現象偽共晶區在相圖中的位置可用來解釋一些現象2 離異共晶離異共晶先共晶相數量較多、共晶組織較少時，共晶組織依附于先共晶相生長，剩余的另一相單獨存在于晶界處，使共晶組織特征消失,這種兩相分離的共晶稱為離異共晶。Eg.在合金成分偏離共晶點很遠的亞共晶中,其轉變在存在大量先共晶相的條件下進行.若冷卻速度很慢,過冷度小,則共晶中的相在已有先共晶上長大,要比重新形核長大容易.這樣,相易于與先共晶相合為一體,而相存在于相晶界處.成分越靠近M點,越易發生離異共晶. 四、四、比重偏析比重偏析r 定義定義:由組成相與溶液之間密度差別引起的一種區域偏析。r影響因素影響因素:與合金組元的密度差、相圖結晶的成分間隔及溫度間隔等因素有關。r防止方法防止方法：增大冷卻速度;加入第三種元素;熱對流、攪拌。r應用：應用：除雜質、提純貴金屬。五、區域偏析五、區域