二元包晶合金相图

1. 二元包晶合金相图 当合金的二组元在液态时无限互溶， 在固态时有限互溶，形成有限固溶体且 发生包晶反应，此合金系的相图为二元 包晶相图。 包晶转变就是已凝固的固相与剩余液相反应形成另一固相的恒温转变 。 属于此类相图的合金系有：Pt-Ag, Ag-Sn, Al-Pt, Sn-Sb, Cu-Zn, Cu-Sn 等。

2. 相图分析 （3）相区 ①单相区 有三个，即L、α、β， ②两相区 有三个，即L＋α、L＋β、α＋β，在ACPA区为L＋α相区，在BCDB区为L＋β相区，在EPDFE区为α＋β相区。 ③三相线 CDP线为L＋α＋β三相平衡共存线。 • （2）线 • ACB线为液相线，其中AC线为冷 却时L→α的开始温度线，CB线为冷却时Lβ的开始温度线。 • APDB线为固相线，其中AP线为冷却时L→α的终止温度线，DB线为冷却时L→β的终止温度线。 • CDP线是包晶转变线，成分在C～P之间的合金在恒温tD下都发生包晶转变,形成单相固溶体 • PE线为Ag在Pt中的固溶度曲线，冷却时α→βⅡ， • DF线为Pt在Ag中的固溶度曲线，冷却时β→αⅡ。 A点：纯组元铂的熔点和凝固点，为1772 C。 B点：纯组元银的熔点和凝固点，为961.9C。 C点：是包晶转变时，液相的平衡成分点。 D点：是包晶点，具有该点成分的合金在恒温下发生包晶转变， Lc＋pD P点：是Ag在Pt中的最大溶解度点，也是包晶转变时α相的平衡成分点。 E点：是室温时Ag在Pt中的溶解度。 F点：是室温时Pt在Ag的溶解度。

3. 包晶系的平衡凝固及平衡组织 • (1) wAg = 42.4％的Pt  Ag合金（合金I） 在开始进行包晶转变时，相和液相的相对量可由杠杆定律求出：

4. 包晶转变机制 • 液相和初生相作用，在相的表面上生成相，所生成的相把相包围起来，所谓包晶即由此而得名。 • 当相被新生成的相包围以后，相就不能直接与液相接触。 • 液相中的Ag含量较相高，而相的Ag含量又比相高，因此，液相中的Ag原子不断穿过相向相中扩散，而相中的Pt原子则沿反方向穿过相向液相中扩散。 • 相将同时向液相和相中生长，直至把液相和相全部吞食为止。

5. 包晶系的平衡凝固及平衡组织 (2) 42.4％< wAg< 66.3%的合金II L%= %= 2点后液相有剩余

6. 包晶系的平衡凝固及平衡组织 (3) 10.5％< wAg<42.4%的合金III） 2点后固相有剩余

7. 包晶合金的非平衡凝固 • 包晶转变的产物相若要生长，就必须籍助原子穿过相的扩散来进行。 • 包晶转变往往是一个十分缓慢的过程。 • 在实际生产中，由于冷却速度较快，包晶转变所依赖的固体中的原子扩散往往不能充分进行，导致包晶转变的不完全性，即在低于包晶温度时，本应完全消失的相部分地被保留下来，剩余的液相则在低于包晶转变温度下将发生匀晶转变直接凝固出相，使得所形成的相成分极为不均匀。 • 这种由于包晶转变不能充分进行而产生的成分不均匀现象称为包晶偏析。