如图55所示, (1)液态合金自高温冷却至与液相线相交的L点(对应t温度)时开始结 晶,开始从液相中凝固出α固溶体,此时合金的相平衡关系为L1→>∝。根据杠 杆定律,W≈100%,Wa=0。这表明,在温度t1时,仅仅是刚要开始凝固,实 际固相尚未形成。 (2)当缓冷至t温度时,合金的相平衡关系为L2→a2。为了实现这种转变, 除了在t温度从L2中直接凝固出外,在较高温度下形成的α1的成分也沿固相线 变化,在t温度时调整至与α2相同的成分;与此同时,液相成分也由L1沿液相 线变至L2。α1→α2、L1→L2都是通过原子的扩散实现的。根据杠杆定律可以 算出,与t1温度时比较,t温度时合金中的液相L减少了而α固溶体则增多了。 (3)当缓冷至与固相线相交的as3点(对应t温度)时,合金的相平衡关系 为L3→a3,合金全部凝固完毕,得到与原液相成分相同的单相均匀固溶体 图55中还示意地表示了该合金平衡凝固过程中的组织变化过程。 这种在一定温度范围内不断由液相中凝固出固溶体,液相、固相成分不断随 温度的下降而分别沿液相线和固相线变化的过程,就称为匀晶转变。 小结: (1)凝固得到的固相成分与液相不一致,如L2和α1,L2和α2等,先凝固的 也与后凝固的固相成分不一致,如α1和α2,α3等,称为“选分(择)结晶”, 先凝固出来的固相含有较多的高熔点组元。 (2)尽管先凝固的成分与后凝固的成分不一致,但平衡时固相、液相的成分 是均匀的,即平衡过程包含了成分的扩散过程。 (3)固溶体的凝固过程也包括形核与长大两个阶段。纯金属的凝固过程中, 形核依靠能量起伏,而匀晶转变时固相成分与液相不同,如L1不同于α1,L2不 同于α2等等,所以形核时除有能量起伏外还需要一定的成分起伏(由于原子热 运动的结果,在任一瞬间,液相中总会有某些微小体积偏离液相的平均成分,这 种在微观体积内高于或低于平均成分的现象,称为成分起伏。)。 三、不平衡凝固 固溶体的凝固依赖于组元的扩散,要达到平衡凝固,必须有足够的时间使扩 散进行充分。但在工业生产中,合金溶液浇涛后的冷却速度较快,在每一温度下 不能保持足够的扩散时间,使凝固过程偏离平衡条件,称为非平衡凝固。 在非平衡凝固中,液、固两相的成分将偏离平衡相图中的液相线和固相线。 由于固相内组元扩散较液相内组元扩散慢得多,故偏离固相线的程度就大得多, 它成为非平衡凝固过程中的主要矛盾。图7.17(a)是非平衡凝固时液、固两相成 分变化的示意图。如图所示 第5页Chap3 第 5 页 如图 5.5 所示， (1) 液态合金自高温冷却至与液相线相交的 L1 点（对应 t1 温度）时开始结 晶，开始从液相中凝固出 α 固溶体，此时合金的相平衡关系为 L1 →α1。根据杠 杆定律，WL≈100%，Wα=0。这表明，在温度 t1 时，仅仅是刚要开始凝固，实 际固相尚未形成。 (2) 当缓冷至 t2温度时，合金的相平衡关系为 L2 →α 2。为了实现这种转变， 除了在 t2温度从 L2中直接凝固出外，在较高温度下形成的 α1的成分也沿固相线 变化，在 t2温度时调整至与 α2相同的成分；与此同时，液相成分也由 L1沿液相 线变至 L2。α1 →α 2、 L1 → L2都是通过原子的扩散实现的。根据杠杆定律可以 算出，与 t1温度时比较，t2温度时合金中的液相 L 减少了而 α 固溶体则增多了。 (3) 当缓冷至与固相线相交的 α3 点（对应 t3 温度）时，合金的相平衡关系 为 L3 →α 3，合金全部凝固完毕，得到与原液相成分相同的单相均匀固溶体。 图 5.5 中还示意地表示了该合金平衡凝固过程中的组织变化过程。 这种在一定温度范围内不断由液相中凝固出固溶体，液相、固相成分不断随 温度的下降而分别沿液相线和固相线变化的过程，就称为匀晶转变。 小结： (1) 凝固得到的固相成分与液相不一致，如 L2和 α1，L2 和 α2等，先凝固的 也与后凝固的固相成分不一致，如 α1 和 α2，α3 等，称为“选分（择）结晶”， 先凝固出来的固相含有较多的高熔点组元。 (2) 尽管先凝固的成分与后凝固的成分不一致，但平衡时固相、液相的成分 是均匀的，即平衡过程包含了成分的扩散过程。 (3) 固溶体的凝固过程也包括形核与长大两个阶段。纯金属的凝固过程中， 形核依靠能量起伏，而匀晶转变时固相成分与液相不同，如 L1不同于 α1，L2 不 同于 α2 等等，所以形核时除有能量起伏外还需要一定的成分起伏（由于原子热 运动的结果，在任一瞬间，液相中总会有某些微小体积偏离液相的平均成分，这 种在微观体积内高于或低于平均成分的现象，称为成分起伏。）。 三、不平衡凝固 固溶体的凝固依赖于组元的扩散，要达到平衡凝固，必须有足够的时间使扩 散进行充分。但在工业生产中，合金溶液浇涛后的冷却速度较快，在每一温度下 不能保持足够的扩散时间，使凝固过程偏离平衡条件，称为非平衡凝固。 在非平衡凝固中，液、固两相的成分将偏离平衡相图中的液相线和固相线。 由于固相内组元扩散较液相内组元扩散慢得多，故偏离固相线的程度就大得多， 它成为非平衡凝固过程中的主要矛盾。图 7.17(a)是非平衡凝固时液、固两相成 分变化的示意图。如图所示：