侧边二元系异分熔化生成三元系化合物

图4.29给出的是一个侧边有异分熔化化合物S生成，而其它两个侧边都是简单二元系的三元系。因为S是一个异分熔化的化合物，BS线不能成为赝二元系，也不能将ABC副分成两个赝三元系。在二元系AC中，S是由转熔点的液相p和组元C反应生成。进入三元系后p点形成转熔线由p→P移动并和BC侧的低共熔线e₂→P汇合于P。P点是三元转熔的四相平衡点：

图4.29 二元系AC侧边有一个异分熔化的化合物生成的三元系

在E点发生的是三元低共熔的四相平衡：

图4.30示出了这个相图各个相区的形态。一次结晶区，也就是各组元或化合物液相限的投影，一共有4块区域，它们对应于A、B、C和S：A的一次结晶区是Ae₁Ee₃A；B的是Be₁EPe₂B；C的是CpPBC；S的是e₃EPpe₃，因为S是一个异分熔化的化合物，它的位置处在自己液相限的投影之外。

图4.30 图4.29所示相图的相区

温度低于液相限的区域是液+固的两相区。温度低于液+固两相区的是液+固₁+固₂的三相区。现在来观察三相区的结构：在低共熔点e₂处是的平衡。在二元系BC中它是一条直线，进入三元系后，随着温度的降低，与e₂平衡的B和C形成了一个个等温液相钝角低共熔反应的结线三角形，如：△e₂′BC，△e″₂BC等，最后一个结线三角形是△PBC。但是与此同时，AC侧边二元系AC的转熔点p处的直线转熔反应进入三元系后，随着温度的降低，形成了一个个等温液相锐角转熔反应的结线三角形，如：△p′CS，△p″CS等，最后一个结线三角形是△PCS。它又和△PBC处在一个等温平面上，而出现三元转熔反应的四相平衡：(www.xing528.com)

这是一个自由度为0的反应，是图4.30b中BCSP等温的深灰色平面。

结线三角形随着温度的改变而扫描出来的空间，就是相应三角形顶角三个相的三相区。由上面的叙述可以看出，图4.30b中，在自由度为0的深灰色平面上“耸立”着两个立体的三相区，一个是低共熔反应的三相区△BPC，另一个是转熔反应的三相区△CPS。两个三相区之间的分界是“深壑”CP连线，在这条线上的合金的冷却过程中没有三相反应的过程，液+固的反应之后直接进行P（液）+B+C+S的四相反应。关于这一特点，在前面图4.7中合金n的冷却曲线上有过类似的分析，不同的是这里为低共熔三相区和转熔三相区的分界。

对图4.30a灰色阴影区进行类似的分析，可以看出有三个三相区：一个是e₁（液）→E移动过程中无数结线三角形，如△A1B（此处只画出了一个结线三角形）扫描出的空间是L+A+B三相区，类似的其它两个三相区是L+B+S和L+A+S。分别是由结线三角形如：△B3S等以及△A2S等扫描出来的空间。三个三相区最后的结线三角形处在同温的灰色平面上，进行了三元低共熔的四相反应并分别被AE、BE和SE三条“深壑”连线分开：

任何一块组成处在图4.30b灰色阴影区内的合金，在冷却过程中都会经历一次P（液）的转熔过程；而任何一块组成处在图4.30a灰色阴影区内的合金在冷却过程中都会经历一次E（液）A+B+S的低共熔过程。图4.30b中灰阴影区（四相转熔平衡）的温度高于图4.30a的灰色阴影区（四相低共熔平衡），也就是说在多温的立体图中，四角平面BPpC要高于△ABS。这两个图中有一块△BPS的重叠区，说明组成在这一区内的合金的冷却过程中，会有一次转熔平衡的温度停顿，接着会再有一次低共熔平衡的温度停顿。图4.31绘出一些典型组成合金的冷却曲线。

图4.31 图4.29合金体系中典型组成合金的结晶过程

图4.31a中有4个不同组成的合金m、n、u和v，前二者处在B的初晶区，后二者处在C的初晶区。它们对应的冷却曲线列在4.31b中。所有冷却曲线上的第一个折点1、3、5、7，都是液态合金冷却至液相限时开始的第一次结晶（初晶），m线的1点和n的3点处析出的初晶是B；5和7是C。继续冷却时，由于初晶的析出，液相的组成便向和组元相反的方向移动，m和n两个合金的冷却曲线上，当液相组成分别达到2或4点时开始第二次结晶，同时析出组元B和C，相应在冷却曲线上表现出第二个转折点2或4。继续冷却液相的组成达到了P点，开始了转熔反应，因为这个反应的自由度为0，所以出现了温度不变的停顿。继续冷却，m和n的过程则出现了差异。m合金的组成处在△ABS之外，△BCS之内，转熔反应结束后，全部冷凝过程便告完结，剩下B+C+S的三个固相。n则不同，它的组成位于△ABS之内，△BCS之外，转熔过程结束后，液相L和初晶C反应并将C消耗尽，余下了多余的液相L和B+S。然后液相组成就会继续朝E移动，到达E后则开始三元四相的低共熔反应，此时的自由度也是0，于是第二次出现E的恒温停顿，最后液相消失，剩下A+B+S三个固相。u和v两个合金的共同点是开始结晶时析出的初晶都是B组元，u在析出初晶B以后液相组成向B的反方向移动，到达pP线上的6点后，开始的二元三相的转熔反应，液相组成继续向P的反向移动，到达P点后进行最后的三元四相的转熔过程。因为合金u的组成处在△ABS之外，结晶过程到此结束，剩下三个固相B+C+S。v点组成的合金的冷却过程则有些特别，它的组成正好落在CP的连线上，也就是处在和两大三相平衡空间分界线的“深壑”上，在冷却开始第一次结晶的7点以后，继续冷却就直接到达P点，进行三元四相的转熔过程，并没有三相平衡的过程。又由于组成处在△ABS的版块之内，与合金n相似，还有一次三元四相的低共熔反应，最后结晶过程才告结束，剩下A+B+S三个固相。