二元合金相图(很好很强大)(课堂PPT)
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第四节 合金的结晶
本节要点：
1、掌握合金结晶的基本概念； 2、掌握几种基本的二元相图及其相变过程； 3、能够利用相图判定一定条件下的金属性能。
1
合金的结晶过程比纯金属复杂，常用相图进行分析。 相图是用来表示合金系中各合金在缓冷条件下结晶过程
的简明图解，又称状态图或平衡图。
2
合金系是指由两个或两个以上元素按不同比例配制 的一系列不同成分的合金。
Fe-C二元相图
三元相图
4
一、二元相图的建立
几乎所有的相图都是通过实验得到的，最常用的是 热分析法。
5
（1） 二元相图的建立
[以Cu-Ni合金(白铜)为例]
步骤：
1. 配制不同成分的合金，测出各合金的冷却曲线， 找出曲线上的临界点（停歇点或转折点和平台） 的温度值。
2. 将临界点标在温度-成分坐标中的成分垂线上。 3. 将垂线上相同意义的点连接起来，并标上相应
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 C E D D 10 % 0 9 9..7 5 7 5 1 6..9 2 9 110 % 0 4.5 4%
Q 10 % 0 Q 5.4 6%
25
共晶结束后，随温度下降， 和 的成分分别沿CF
生产上常将铸件加热到固相线以下100-200℃长 时间保温，以使原子充分扩散、成分均匀，消 除枝晶偏析，这种热处理工艺称作扩散退火。
16
Cu-Ni合金的平衡组织与枝晶偏析组织
平衡组织
枝晶偏析组织
17
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。
组元是指组成合金的最简
单、最基本、能够独立存
L
在的物质。
温度（℃）
多数情况下组元是指组成 合金的元素。但对于既不 发生分解、又不发生任何 反应的化合物也可看作组 元, 如Fe-C合金中的Fe3C。
Cu 成分（wt %Ni） Ni
Cu-Ni合金相图 3
相图表示了在缓冷条件下，不同成分合金的组织随 温度变化的规律，是制订熔炼、铸造、热加工及热 处理工艺的重要依据。 根据组元数, 分为二元相图、三元相图和多元相图。
单相区：L、、β 二相区：L+、 L+、
L+
+
+
三相区：L++ （水平
线PDC）
L L+
38
水平线PDC称包晶线，与该线成 在一定温度下，由 分对应的合金在该温度下发生 一个液相包着一个
包晶反应：LC+P⇄β D 。该反 应是液相L包着固相, 新相 β 在L与α的界面上形核，并
固相生成另一新固 相的反应称包晶转 变或包晶反应。
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
36
组织组成 物在相图 上的标注
37
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 ⑴ 相图分析
直接从液相中结晶出的固相称一次相或初生相。
.2
27
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。
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
28
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
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。
室温下两相的相对重量百分比是多少？
Q
E'G, FG
Q
FE ' FG
26
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
发生共晶反应：LE ⇄(C+D) 。
1’
19.2
22
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。
23
共晶组织形态
针 状 共 晶
树 枝 状 共 晶
放
螺
射
旋
状
状
共
共
晶
晶
24
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。
在杠杆定律中，杠杆的支点是合金的成分，杠杆的 端点是所求的两平衡相（或两组织组成物）的成分。
杠杆定律只适用于两相区。
例（如图）
Q 0 0 ..5 5 8 3 0 0 ..4 4 5 5 1% 0 0 6.5 1 %
Q L0 0 ..5 5 8 8 0 0 ..4 5 5 3 1% 0 0 3.5 8 %
的数字和字母。
6
相图中，结晶开始点的连线叫液相线。 结晶终了点的连线叫固相线。
7
⑵ 杠杆定律
处于两相区的合金，不仅由相图可知道两平衡相的 成分，还可用杠杆定律求出两平衡相的相对重量。
① 确定两平衡相的成分：设合金成分为x，过x做成
分垂线。在成分垂线相当 以Cu-Ni合金为例推导杠杆定律
于温度t 的o点作水平线，
线变化。
L
这种从液相中结晶出单一固相的 转变称为匀晶转变或匀晶反应。
13
成分变化是通过原子扩散完成的。当合金冷却到t3 时，最后一滴L3成分的液体也转变为固溶体，此时 固溶体的成分又变 回到合金成分3上 来。
液固相线不仅是相 区分界线,也是结晶 时两相的成分变化 线；匀晶转变是变 温转变。
14
(2) 枝晶偏析
Fe- Fe3C相图
一次相为 ，二次相为Ⅱ 室温组织为Ⅰ+(+)+Ⅱ。
34
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。
35
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，但它们的形
向L和两个方向长大。
39
⑵ 合金的结晶过程 ① 包晶成分合金：匀晶包晶二次析出。
室温组织为β + II
40
② PD成分合金：匀晶包晶二次析出。
室温组织为 +βII+β + II
时间
41
③ DC成分合金：匀晶包晶匀晶二次析出
室温组织为β +II。
时间
42
4、具有共析反应的二元相图
共析反应(共析转变)是指在一定温度下，由一定成分 的固相同时析出两个成分和结构完全不同的新固 相的过程。
Pb-Sn共晶组织
共晶体长大示意图
20
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
晶点以右的合
金称过共晶合
A
金。
L+
B
C
D
凡具有共晶线成分 的合金液体冷却到 共晶温度时都将发 生共晶反应。
21
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,
11
二、二元相图的基本类型与分析
1上相、面图二是由元液两匀相条晶线线相，构图下成， 面两是组固元相在线液。态和固 相图被两条线分为 三态个下相均区无，限液互相溶线时 以所上构为成液的相相区图L称，二 固溶元体相匀区线晶，以相两下图条为。线 固之
间为两相共存的两 相区（L+ ）。
L
液相线
L
+
固相线
重量为： Q L ( Q E ) C C 2 1 E % 0Q 0 ,C 2 E 1 E % 00
31
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 =Q LC C2 E 10 %0 Q ,C 2E E 10 %0
固两同低溶线的个；而体C新成一下的EL固分DE个降溶。⇄相和三。解(的结相度C转构区随+ 变都：温D称不)即度作相水降平
共晶转变或共晶反应。
19
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
(ab)、 x1x(ao)的长度。
9
因此两相的相对重量百分比为：
QL
xx 2 x1 x 2
ob ab
Q
x1x x1 x 2
ao ab
两相的重量比为：
Q Q Lx x1x 2x(o a)b o或 Q Lx1xQ x2x
10
上式与力学中的杠杆定律完全相似，因此称之为杠 杆定律。即合金在某温度下两平衡相的重量比等于该 温度下与各自相区距离较远的成分线段之比。
共析转变也是固态 相变。
最常见的共析转变
S
是铁碳合金中的
P
珠 光体转 变 : S ⇄ P+ Fe3C 。 (—奥氏体，—铁素体，Fe3C—渗碳体4)3
共析相图与共晶相图相似，对应的有共析线(PSK线)、 共析点(S点)、共析温度、共析成分、共析合
金(共析成分合 金)、亚共析合 金(共析线上共 析点以左的合
其与液固相线交点a、b所 t
对应的成分x1、x2即分别
为液相和固相的成分。
1
2
8
② 确定两平衡相的相对重量
设合金的重量为1，液相重量为QL，固相重量为Q。 则 QL + Q =1
QL x1 + Q x2 =x
解方程组得：
x x
QL
2
x
x
2
1
Qα
x x1 x2 x1
式中的x2-x、x2-x1、x-x1即为相图中线段xx2 (ob)、x1x2
5、二元相图的分析步骤
实际二元相图往往比较复杂，可按下列步骤进行分析。 ⒈ 分清相图中包括哪些基本类型相图
⒉ 确定相区
⑴ 相区接触法则
相邻两个相区的相数差为1
⑵ 单相区的确定
① 液相线以上为液相区；
Fe- Fe3C相图
46
② 靠纯组元的封闭 区是以该组元为单 相固溶体区；
③相图中每一条水 平线必定与三个单 相区点接触。
合金的结晶只有在缓慢冷却 条件下才能得到成分均匀的 固溶体。但实际冷速较快， 结晶时固相中的原子来不及 扩散，使先结晶出的枝晶轴 含有较多的高熔点元素（如 Cu-Ni合金中的Ni）, 后结晶 的枝晶间含有较多的低熔点 元素(如Cu-Ni合金中的Cu)。
15
在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分不均匀的 现象称作枝晶偏析。它不仅与冷速有关，而且与液 固相线的间距有关。 冷速越大，液固相线间距越大，枝晶偏析越严重。 枝晶偏析会影响合金的力学、耐蚀、加工等性能。
Cu
成分（wt%Ni）
Ni
Βιβλιοθήκη Baidu12
⑴ 合金的结晶过程
除纯组元外，其它成分合金结晶过程相似，以Ⅰ合金 为例说明。
当 随液温态度金下属降自，
高温固加度溶，温时体液冷，重 相却开量 重到始增 量t1 结减少晶。出同成时分，为1 的液固相溶成体 分， 沿其 液 N相i线含变量化高，于固合 金相成平分均沿成固分相。
B
④合固P金b溶在同线S时n: 中溶结的解晶固度出溶点C体点的。成连分线
②称的相固区溶固：线溶相。体相图和图中D中有点的三成C个分F单的、
在成D和的相两G分一固机P区相线的定溶b械在： 区分液温体混：别SL相度，合n、为L同下中形物+时，S的成、：n、结由固这在L；晶一溶两+P三b出定线个、中个。相+
反应结束后，在共晶温度下、 两相的相对重量百分
比为： Q C 2 D D 1% 00 Q ,C C 2 D 1% 00
32
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
33
④ 过共晶合金结晶过程
与亚共晶合金相似，不同的是
温度（℃）
以 Pb-Sn 相图为
Pb
例进行分析。
成分（wt%Sn）
Sn
Pb-Sn合金相图
18
③⑤⑴液共相固晶图相线分线：：水析液平相线线CEADE叫B，
①固做相共相：晶线相线A图C。E中D有B。L、A、、B分 A
别在三为共种P晶相b线、, 对Sn是应的溶的熔质温点S度。n在下 Pb
（中1的83固℃溶）体，，E点是成溶分质的
铁碳合金相图
金)、过共析合 金(共析线上共 析点以右的合
金)。 44
共析反应的产物是共析体（铁碳合金中的共析体称珠 光体），也是两相的机械混合物（铁素体+渗碳体)。
与共晶反应不同 的是，共析反应 的母相是固相， 而不是液相。
另外，由于固态 转变过冷度大， 因而共析组织比 共晶组织细。
珠光体
45
化， Ⅱ的重量增加。
室温下Ⅱ的相对重量百分比为：QⅡ
F41 FG
0% 0
由于二次相析
出温度较低，
一般十分细小
Q
Q Ⅱ
29
Ⅰ合金室温组织为
+ Ⅱ 。
A C
F
B
E
D
G
成分大于 D点合金结晶 过程与Ⅰ合金相似，室
温组织为 + Ⅱ 。
30
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
本节要点：
1、掌握合金结晶的基本概念； 2、掌握几种基本的二元相图及其相变过程； 3、能够利用相图判定一定条件下的金属性能。
1
合金的结晶过程比纯金属复杂，常用相图进行分析。 相图是用来表示合金系中各合金在缓冷条件下结晶过程
的简明图解，又称状态图或平衡图。
2
合金系是指由两个或两个以上元素按不同比例配制 的一系列不同成分的合金。
Fe-C二元相图
三元相图
4
一、二元相图的建立
几乎所有的相图都是通过实验得到的，最常用的是 热分析法。
5
（1） 二元相图的建立
[以Cu-Ni合金(白铜)为例]
步骤：
1. 配制不同成分的合金，测出各合金的冷却曲线， 找出曲线上的临界点（停歇点或转折点和平台） 的温度值。
2. 将临界点标在温度-成分坐标中的成分垂线上。 3. 将垂线上相同意义的点连接起来，并标上相应
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 C E D D 10 % 0 9 9..7 5 7 5 1 6..9 2 9 110 % 0 4.5 4%
Q 10 % 0 Q 5.4 6%
25
共晶结束后，随温度下降， 和 的成分分别沿CF
生产上常将铸件加热到固相线以下100-200℃长 时间保温，以使原子充分扩散、成分均匀，消 除枝晶偏析，这种热处理工艺称作扩散退火。
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Cu-Ni合金的平衡组织与枝晶偏析组织
平衡组织
枝晶偏析组织
17
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。
组元是指组成合金的最简
单、最基本、能够独立存
L
在的物质。
温度（℃）
多数情况下组元是指组成 合金的元素。但对于既不 发生分解、又不发生任何 反应的化合物也可看作组 元, 如Fe-C合金中的Fe3C。
Cu 成分（wt %Ni） Ni
Cu-Ni合金相图 3
相图表示了在缓冷条件下，不同成分合金的组织随 温度变化的规律，是制订熔炼、铸造、热加工及热 处理工艺的重要依据。 根据组元数, 分为二元相图、三元相图和多元相图。
单相区：L、、β 二相区：L+、 L+、
L+
+
+
三相区：L++ （水平
线PDC）
L L+
38
水平线PDC称包晶线，与该线成 在一定温度下，由 分对应的合金在该温度下发生 一个液相包着一个
包晶反应：LC+P⇄β D 。该反 应是液相L包着固相, 新相 β 在L与α的界面上形核，并
固相生成另一新固 相的反应称包晶转 变或包晶反应。
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
36
组织组成 物在相图 上的标注
37
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 ⑴ 相图分析
直接从液相中结晶出的固相称一次相或初生相。
.2
27
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。
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
28
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
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。
室温下两相的相对重量百分比是多少？
Q
E'G, FG
Q
FE ' FG
26
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
发生共晶反应：LE ⇄(C+D) 。
1’
19.2
22
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。
23
共晶组织形态
针 状 共 晶
树 枝 状 共 晶
放
螺
射
旋
状
状
共
共
晶
晶
24
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。
在杠杆定律中，杠杆的支点是合金的成分，杠杆的 端点是所求的两平衡相（或两组织组成物）的成分。
杠杆定律只适用于两相区。
例（如图）
Q 0 0 ..5 5 8 3 0 0 ..4 4 5 5 1% 0 0 6.5 1 %
Q L0 0 ..5 5 8 8 0 0 ..4 5 5 3 1% 0 0 3.5 8 %
的数字和字母。
6
相图中，结晶开始点的连线叫液相线。 结晶终了点的连线叫固相线。
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⑵ 杠杆定律
处于两相区的合金，不仅由相图可知道两平衡相的 成分，还可用杠杆定律求出两平衡相的相对重量。
① 确定两平衡相的成分：设合金成分为x，过x做成
分垂线。在成分垂线相当 以Cu-Ni合金为例推导杠杆定律
于温度t 的o点作水平线，
线变化。
L
这种从液相中结晶出单一固相的 转变称为匀晶转变或匀晶反应。
13
成分变化是通过原子扩散完成的。当合金冷却到t3 时，最后一滴L3成分的液体也转变为固溶体，此时 固溶体的成分又变 回到合金成分3上 来。
液固相线不仅是相 区分界线,也是结晶 时两相的成分变化 线；匀晶转变是变 温转变。
14
(2) 枝晶偏析
Fe- Fe3C相图
一次相为 ，二次相为Ⅱ 室温组织为Ⅰ+(+)+Ⅱ。
34
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。
35
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，但它们的形
向L和两个方向长大。
39
⑵ 合金的结晶过程 ① 包晶成分合金：匀晶包晶二次析出。
室温组织为β + II
40
② PD成分合金：匀晶包晶二次析出。
室温组织为 +βII+β + II
时间
41
③ DC成分合金：匀晶包晶匀晶二次析出
室温组织为β +II。
时间
42
4、具有共析反应的二元相图
共析反应(共析转变)是指在一定温度下，由一定成分 的固相同时析出两个成分和结构完全不同的新固 相的过程。
Pb-Sn共晶组织
共晶体长大示意图
20
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
晶点以右的合
金称过共晶合
A
金。
L+
B
C
D
凡具有共晶线成分 的合金液体冷却到 共晶温度时都将发 生共晶反应。
21
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,
11
二、二元相图的基本类型与分析
1上相、面图二是由元液两匀相条晶线线相，构图下成， 面两是组固元相在线液。态和固 相图被两条线分为 三态个下相均区无，限液互相溶线时 以所上构为成液的相相区图L称，二 固溶元体相匀区线晶，以相两下图条为。线 固之
间为两相共存的两 相区（L+ ）。
L
液相线
L
+
固相线
重量为： Q L ( Q E ) C C 2 1 E % 0Q 0 ,C 2 E 1 E % 00
31
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 =Q LC C2 E 10 %0 Q ,C 2E E 10 %0
固两同低溶线的个；而体C新成一下的EL固分DE个降溶。⇄相和三。解(的结相度C转构区随+ 变都：温D称不)即度作相水降平
共晶转变或共晶反应。
19
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
(ab)、 x1x(ao)的长度。
9
因此两相的相对重量百分比为：
QL
xx 2 x1 x 2
ob ab
Q
x1x x1 x 2
ao ab
两相的重量比为：
Q Q Lx x1x 2x(o a)b o或 Q Lx1xQ x2x
10
上式与力学中的杠杆定律完全相似，因此称之为杠 杆定律。即合金在某温度下两平衡相的重量比等于该 温度下与各自相区距离较远的成分线段之比。
共析转变也是固态 相变。
最常见的共析转变
S
是铁碳合金中的
P
珠 光体转 变 : S ⇄ P+ Fe3C 。 (—奥氏体，—铁素体，Fe3C—渗碳体4)3
共析相图与共晶相图相似，对应的有共析线(PSK线)、 共析点(S点)、共析温度、共析成分、共析合
金(共析成分合 金)、亚共析合 金(共析线上共 析点以左的合
其与液固相线交点a、b所 t
对应的成分x1、x2即分别
为液相和固相的成分。
1
2
8
② 确定两平衡相的相对重量
设合金的重量为1，液相重量为QL，固相重量为Q。 则 QL + Q =1
QL x1 + Q x2 =x
解方程组得：
x x
QL
2
x
x
2
1
Qα
x x1 x2 x1
式中的x2-x、x2-x1、x-x1即为相图中线段xx2 (ob)、x1x2
5、二元相图的分析步骤
实际二元相图往往比较复杂，可按下列步骤进行分析。 ⒈ 分清相图中包括哪些基本类型相图
⒉ 确定相区
⑴ 相区接触法则
相邻两个相区的相数差为1
⑵ 单相区的确定
① 液相线以上为液相区；
Fe- Fe3C相图
46
② 靠纯组元的封闭 区是以该组元为单 相固溶体区；
③相图中每一条水 平线必定与三个单 相区点接触。
合金的结晶只有在缓慢冷却 条件下才能得到成分均匀的 固溶体。但实际冷速较快， 结晶时固相中的原子来不及 扩散，使先结晶出的枝晶轴 含有较多的高熔点元素（如 Cu-Ni合金中的Ni）, 后结晶 的枝晶间含有较多的低熔点 元素(如Cu-Ni合金中的Cu)。
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在一个枝晶范围内或一个晶粒范围内成分不均匀的 现象称作枝晶偏析。它不仅与冷速有关，而且与液 固相线的间距有关。 冷速越大，液固相线间距越大，枝晶偏析越严重。 枝晶偏析会影响合金的力学、耐蚀、加工等性能。
Cu
成分（wt%Ni）
Ni
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⑴ 合金的结晶过程
除纯组元外，其它成分合金结晶过程相似，以Ⅰ合金 为例说明。
当 随液温态度金下属降自，
高温固加度溶，温时体液冷，重 相却开量 重到始增 量t1 结减少晶。出同成时分，为1 的液固相溶成体 分， 沿其 液 N相i线含变量化高，于固合 金相成平分均沿成固分相。
B
④合固P金b溶在同线S时n: 中溶结的解晶固度出溶点C体点的。成连分线
②称的相固区溶固：线溶相。体相图和图中D中有点的三成C个分F单的、
在成D和的相两G分一固机P区相线的定溶b械在： 区分液温体混：别SL相度，合n、为L同下中形物+时，S的成、：n、结由固这在L；晶一溶两+P三b出定线个、中个。相+
反应结束后，在共晶温度下、 两相的相对重量百分
比为： Q C 2 D D 1% 00 Q ,C C 2 D 1% 00
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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
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④ 过共晶合金结晶过程
与亚共晶合金相似，不同的是
温度（℃）
以 Pb-Sn 相图为
Pb
例进行分析。
成分（wt%Sn）
Sn
Pb-Sn合金相图
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③⑤⑴液共相固晶图相线分线：：水析液平相线线CEADE叫B，
①固做相共相：晶线相线A图C。E中D有B。L、A、、B分 A
别在三为共种P晶相b线、, 对Sn是应的溶的熔质温点S度。n在下 Pb
（中1的83固℃溶）体，，E点是成溶分质的
铁碳合金相图
金)、过共析合 金(共析线上共 析点以右的合
金)。 44
共析反应的产物是共析体（铁碳合金中的共析体称珠 光体），也是两相的机械混合物（铁素体+渗碳体)。
与共晶反应不同 的是，共析反应 的母相是固相， 而不是液相。
另外，由于固态 转变过冷度大， 因而共析组织比 共晶组织细。
珠光体
45
化， Ⅱ的重量增加。
室温下Ⅱ的相对重量百分比为：QⅡ
F41 FG
0% 0
由于二次相析
出温度较低，
一般十分细小
Q
Q Ⅱ
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Ⅰ合金室温组织为
+ Ⅱ 。
A C
F
B
E
D
G
成分大于 D点合金结晶 过程与Ⅰ合金相似，室
温组织为 + Ⅱ 。
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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