1、5.3二元共晶相圖共晶轉變：由一定成分的液相同時結晶出兩個一定成分固相的轉變。共晶相圖：具有共晶轉變特征的相圖。（液態無限互溶、固態有限互溶或完全不溶，且發生共晶反應。)共晶組織：共晶轉變產物（是兩相混合物） 。共晶的特殊性比純組元熔點低，簡化了熔化和鑄造操作共晶合金比純金屬有更好的流動性，凝固過程中防止了阻礙液體流動的枝晶形成從而改善鑄造性能恒溫轉變，減少了鑄造缺陷，如偏聚和縮孔；共晶凝固可獲得多種形態的顯微組織三、共晶相圖PbSnSn%T,C液相線L固相線 + L + L + 固溶線固溶線 1）點：純組元熔點；最大溶解度點；共晶點（是亞共晶、過共晶合金成分分界點）等。 2）線：液相線、固相

2、線；溶解度曲線；共晶線等。 3）區：3個單相區；3個兩相區；1個三相區。 1.相圖分析（相圖三要素）共晶線2.共晶轉變分析PbSnT,CL + L + L + 共晶反應線表示從M點到N點范圍的合金，在該溫度上都要發生不同程度上的共晶反應。MN共晶點表示E點成分的合金冷卻到此溫度上發生完全的共晶轉變。ELE M + N無論從何處開始,體系點達到共晶線液相組成達到E點共晶反應要點共晶轉變在恒溫下進行。轉變結果是從一種液相中結晶出兩個不同的固相。存在一個確定的共晶點。在該點凝固溫度最低。成分在共晶線范圍的合金都要經歷共晶轉變。PbSnT,CL + L + L + MNE 3 合金的平衡結晶及其組織

3、（以Pb-Sn相圖為例）（1）WSn2的合金 凝固過程（冷卻曲線、相變、組織示意圖）。(c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning is a trademark used herein under license.含Sn量小于2%時稱為單相固溶體合金(2)X1合金結晶過程分析（ 2 Wsn1 ）MNfgX1T,CtLLLL+ 冷卻曲線 + 1234PbSnT,CL + L + L + 183E當溫度降至3點以下，呈過飽和狀態的 相中將不斷析出富Sn的 相，這種析出過程稱為脫溶過程，析出相稱為

4、次生相或二次相，用II 表示，以區別于由液相中直接凝固出的初生 相 舉例利用杠桿定律可以算出wSn = 10%的合金中 和 II 相的相對量。如取室溫時 相及相的固溶度分別為圖中的f點及g點，則有：(3)X2合金結晶過程分析（共晶合金）X2T,CtL(+ )L(+ )LL(+ ) 共晶體冷卻曲線(+ )PbSnT,CL + L + L + 183MNE(c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning is a trademark used herein under license.(c)2003

5、 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning is a trademark used herein under license.(c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning is a trademark used herein under license.(c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning

6、is a trademark used herein under license.Te溫度時，成分為m的 相和成分為n的 相的相對量可由杠桿定律算出：溫度繼續降低時，共晶組織中的 相及 相將分別析出次生相II和II，由于此種次生相常依附于同類相上形核、長大，在顯微鏡下難以區分，故一般不予考慮。(4)X3合金結晶過程分析（亞共晶合金）X3T,CtLL+ (+ )+ + 12(+ )+ PbSnT,CL + L + L + 183MNEL+(+ )+(c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning

7、is a trademark used herein under license.(4)X4合金結晶過程分析（過共晶合金）X3T,CtLL+ b(+ )+ + a 12(+ )+ PbSnT,CL + L + L + 183MNEL+(+ )+ 標注了組織組成物的相圖MEN 組織組成物與組織圖 一般將顯微組織中能清晰分辨的獨立組成部分，稱為組織組成物。組織組成物可以是單相（如相、II相），也可以是多相（如共晶組織+）。上述組織是由 相和 相組成的，故稱、 相為相組成物組織圖：用組織組成物填寫的相圖。 組織組成物相對量的計算：杠桿定律。 如室溫時wSn = 35%的PbSn亞共晶合金的組織組成物

8、和相組成物的相對量分別為多少？15 3 非平衡凝固及其組織 （偽共晶和離異共晶） （1）偽共晶 偽共晶：由非共晶成分的合金所得到的完全共晶組織。 形成原因：不平衡結晶；成分位于共晶點附近。由非共晶成分的合金得到的完全共晶組織。 共晶成分的合金得到的亞、過共晶組織。（偽共晶區偏移） 偽共晶區的形狀兩組元有相近熔點時，出現對稱型偽共晶區；兩組元熔點相差較大時，共晶點通常偏向低熔點組元一方，而偽共晶區則偏向高熔點組元一方。偽共晶由于共晶組織中兩組成相的成分與液相不同，它們的形核和生長都需要兩組元的擴散，而以低熔點組元為基的組成相與液相的成分相差較小，則通過擴散而達到該組成相的成分就較為容易，其凝固速度較大。因此，當共晶點偏向低熔點組元時，為了滿足兩組成相形成對擴散的要求，偽共晶區的位置必須偏向高熔點組元一側。 17 偽共晶 共晶成分的Al-Si合金，由于偽共晶區偏向右邊（Si側），使其在不平衡凝固后得到初+（Si）的亞共晶組織（因為共晶成分的液相過冷后其表象點a，沒有落入偽共晶區，則先凝固出相，使液相成分移到b點，才能發生共晶轉變，這就相當于共晶點向右移動，共晶合金變成了亞共晶合金），同樣，過共晶成分的合金在不平衡凝固后，也可能得到亞共晶或共晶