共晶包晶共析

由已有固相析出的新固相称 二次相或次生相。 ? 形成二次相的过程称 二次析出, 是固态相变的一种。
H
? 由? 析出的二次 ? 用?Ⅱ 表示。
? 随温度下降， ? 和? 相的成分分别沿 CF 线和DG线变
化， ?Ⅱ的重量增加。
室温下?Ⅱ的相对重量百分比为： Q?Ⅱ
?
F 4 ? 100% FG
? 由于二次
晶点以右的合
金称过共晶合
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A
金。 ? 凡具有共晶线
成分的合金液
L+?
B
C
D
体冷却到共晶
温度时都将发
生共晶反应。
?⑵ 合金的结晶过程
? ①共晶合金 (Ⅱ合金)的结晶过程 ? 液态合金冷却到 E 点时， Pb 和Sn同时达到饱和 , 发
生共晶反应： LE ? (? C+?D) 。
1'
19.2
wt%Sn
? 析出过程中 两相相间 形核、互相促进、共 同长大，因而共晶组 织较细， 呈片、棒、 点球等形状 。
? ② 相区：相图中有三个 单相区： L、? 、? ；三 个两相区： L+? 、L+? 、 ? + ? ；一个三相区： 即 水平线CED 。
? ③ 液固相线： 液相线AEB，固相线ACEDB 。A、B 分别为Pb 、Sn的熔点。
? ④ 固溶线: 溶解度
A
点的连线称 固溶线。
相图中的CF 、DG
B
线分别为 Sn在 Pb
室温下两相的相对重量百分比是多少？
E' G
FE '
Q? ? FG , Q? ? FG
Pb-Sn 共晶合金组织
? ②含Sn量小于C点合金(Ⅰ合金)的结晶过程
? 在3点以前为匀晶转变，结晶出单相 ? 固溶体，这种
直接从液相中结晶出的固相称 一次相或初生相。
.2
? 温度降到3点以下，? 固溶体被Sn过饱和，由于晶格 不稳，开始析出 （相变过程也称 析出）新相—? 相。
分比为：
Q?
?
2D ? 100%, CD
Q?
?
C 2 ? 100% CD
? 温度继续下降，将从一次
? 和共晶? 中析出? Ⅱ，从 共晶? 中析出? Ⅱ。其室温 组织为? Ⅰ+ (? +?) + ?Ⅱ。
亚共晶合金的 结晶过程
? ④ 过共晶合金结晶过程 ? 与亚共晶合金相似，不同的
是一次相为 ? , 二次相为? Ⅱ ? 室温组织为 ?Ⅰ+(? +?)+? Ⅱ。
? ⑶ 组织组成物在相图上的标注 ? 组织组成物是指组成合金显微组织的独立部分。
? ? Ⅰ和?Ⅰ, ? Ⅱ 和? Ⅱ,共晶体 (? +? )都是组
织组成物。
? 相与相之间 的差别主要 在结构和成 分上。
? 组织组成物之间的差别主要在形态上。 如? Ⅰ 、 ? Ⅱ 和共晶 ? 的结构成分相同，属同一个相，但它们的
重量为：
QL (? QE ) ?
C 2 ? 100%, CE
Q?
?
2E ? 100% CE
? 在2点，具有E点成分的剩余液体发生共晶反应：
L ? (? + ?) ，转变为共晶组织， 共晶体的重量与转变
前的液相重量相等 ,
即QE =QL
?
C2 CE
? 100%,Q?
?
2E ? 100% CE
? 反应结束后，在共晶温度下 ? 、 ? 两相的相对重量百
? 97.5 ? 61.9 ? 100% ? 45.4% 97.5 ? 19.2
Q? ? 100% ? Q? ? 54.6%
? 共晶结束后，随温度下降， ? 和? 的成分分别沿 CF 线
和DG线变化，并从共晶 ? 中析出?Ⅱ ，从共晶 ? 中析 出? Ⅱ ，由于共晶组织细， ? Ⅱ与共晶? 结合， ?Ⅱ与共 晶? 结合，共晶合金的室温组织仍为 ( ? +? ) 共晶体。
形态不同，分属不同的组织组成物。 ? 将组织组成物标注在相图中，可使所标注的组织与
显微镜下观察到的组织一致。
Pb-Sn 亚共晶组织
组织组成物在相图上的标注
3、二元包晶相图
? 当两组元在液态下完全互溶，在固态下有限互溶， 并发生包晶反应时所构成的相图称作 包晶相图。
? 以Pt-Ag 相图为例简要分析
? 共晶反应的产物，即两 相的机械混合物称 共晶 体或共晶组织 。发生共 晶反应的温度称 共晶温 度。代表共晶温度和共 晶成分的点称 共晶点。
Pb 原子 扩散
Sn 原子 扩散
Pb-Sn 共晶组织
????? ????
共晶体长大示意图
? 具有共晶成分的合金称 共晶合金。在共晶线上， 凡 成分位于共晶点以左的合金称 亚共晶合金 ，位于共
2、二元共晶相图
? 当两组元在液态 下完全互溶，在 固态下有限互溶 , 并发生共晶反应 时所构成的相图 称作共晶相图 。
? 以 Pb-Sn 相图为
例进行分析 。
Pb
成分（wt%Sn ）
Sn
Pb-Sn 合金相图
? ⑴ 相图分析 ? ① 相：相图中有 L、? 、 A
? 三种相, ? 是溶质Sn在
B
Pb 中的固溶体 ， ? 是溶 质Pb 在Sn中的固溶体 。
相析出温
度较低，
一般十分
细小。
Q?
Q?Ⅱ
? Ⅰ合金室温组织
为? + ?Ⅱ 。
A C
F
B ? 成分大于 D点合金结晶
E
D
过程与Ⅰ合金相似， 室
温组织为? + ? Ⅱ 。
G
? ③ 亚共晶合金 (Ⅲ合金)的结晶过程
? 合金液体在 2点以前为匀晶转变。冷却到 2点，固相成
分变化到C点，液相成分变化到 E点, 此时两相的相对
共晶组织形态
针
树
状
枝
共
状
晶
共
晶
放
螺
射
旋
状
状
共
共
晶
晶
? 在共晶转变过程中， L、
? 、 ? 三相共存 , 三个相的
量在不断变化，但它们各 自成分是固定的。
? 共晶组织中的相称 共晶相.
共晶转变结束时， ? 和 ?
相的相对重量百分比为：
C(19.2)
E(61.9) D(97.5)
Q?
?
ED ? 100% CD
中和 Pb 在 Sn中的
固溶线。
? 固溶体的溶解度随 温度降低而下降。
? ⑤ 共晶线： 水平线CED 叫做共晶线。
? 在共晶线对应的温度下（ 183 ℃），E点成分的合金同
时结晶出C点成分的 ? 固溶体和D点成分的 ? 固溶体，
形成这两个相的机械混
A
合物：LE ? (? C + ? D)
B
在一定温度下，由一定 成分的液相同时结晶出 两个成分和结构都不相 同的新固相的转变称作 共晶转变 或共晶反应。
? ⑴ 相图分析
? 单相区：L、? 、β ? 二相区：L+? 、 L+?、
? +?
L+? ?
? +?
L
L+? ?
? 三相区：L+? +? （水
平线PDC）
? 水平线PDC 称包晶线，与该线 在一定温度下，由 成分对应的合金在该温度下发 一个液相包着一个