1.二组元间有低共熔反应同时液相又分层的二元系
上面谈到金属系中,蛋形液相分层的下半区难以见到,其原因是在温度降低时,下分层区总是早早就和结晶区重合了。图3.17a所示是分层区和共晶反应的一条液相限曲线重合的虚拟图,实际出现的相图会是图3.17b。图3.17c是组元间存在有限固溶体时分层区和结晶区重合的相图。此类的相图的实例比比皆是,如PbCu、CuTl、NiPb、PbZn等的二元系。其中最典型相图的例子列在图3.17上方的方框中。
图3.17 固相有低共熔反应同时液相分层的二元系的形成
现在来考察这种相图的结晶路线:设图3.18中有一个成分为m的合金,当温度升高至Tm时,合金自然是呈完全互溶的液态。温度降至T1时,均匀的液相开始分层为l1和l′1的两个液相。温度继续降低时,两个平衡着的液相的组成点分别沿着箭头的方向向下移动,当温度至T2时,合金的状态点是a,通过杠杆规则可以看出l2的量相应于l2′a线段的长度,而l2′的量相应于al2线段的长度,显然l2的量多于l2′。温度再降至Tg时,合金的状态点是b,两个平衡液相的组成点分别为f和g。f的量对应于bg线段的长度,g的量对应于fb线段的长度,仍然是g的量多于f的量。但是液相g在Tg的温度下却开始进行了另一个新类型的平衡反应———单转反应(monotecticreaction),一个液相转化成另一个液相和一个固相的反应:
h点其实就是固溶体(B)在Tg温度时的状态点。在温度Tg时出现的是一个液相g转化为另一个液相f和一个固相h(B)的三相平衡反应。其自由度F=2(组元)+1-3(相数)=0。
图3.18 固相有低共熔反应而液相分层的二元系的结晶路线(www.daowen.com)
温度继续下降,三相单转平衡结束,剩下组成为f的液相和组成为h(B)的固相。温度再降低时,不断从液相中析出(B),液相组成则沿着箭头下降直到e点,合金的状态点到了c而开始共晶—低共熔的反应:液。再冷却下去,结晶过程就全部结束,剩下(A)+(B)两相的固体。
2.二组元间有转熔反应而同时液相又分层的二元系
当液相分层区和转熔型二元系的一支液相限曲线重合时,就会出现图3.19a的虚拟图,而实际出现的会是图3.19b所示的相图,这个相图的结晶过程和图3.18表达的有相当程度的类似。在温度到达Tg时和图3.18中的Tg反应是完全一样的:Lf+h(B)。只是到了温度Tp时有所不同,此时开始了转熔反应:
继续再冷却时的结晶路线,根据合金的组成的位置有所不同,这已经在图3.18中进行了分析。这类体系实例可以见之于AuRh、CuV等体系。
图3.19 固相有转熔反应而液相分层的二元系相图
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