共晶相图分析：以Pb-Sn合金为例

两组元在液态无限互溶，在固态有限互溶，冷却时发生共晶反应的合金系，称为共晶系并构成共晶相图。例如Pb-Sn、Al-Si、Ag-Cu 合金相图等。现以Pb-Sn 合金相图为例，对共晶相图进行分析。

Pb-Sn 合金相图(图2-18)中，adb 为液相线，acdeb 为固相线。合金系有三种相: Pb与Sn 形成的液溶体L 相，Sn 溶于Pb 中的有限固溶体α 相，Pb 溶于Sn 中的有限固溶体β相。相图中有三个单相区(L、α、β 相区)； 三个两相区(L＋α、L＋β、α＋β 相区)； 一条L＋α＋β 的三相并存线(水平线cde)。

图2-17　匀晶相图

图2-18　Pb-Sn 合金相图及成分线

d 点为共晶点，表示此点成分(共晶成分)的合金冷却到此点所对应的温度(共晶温度)时，共同结晶出c 点成分的α 相和e 点成分的β 相:(www.xing528.com)

这种由一种液相在恒温下同时结晶出两种固相的反应叫作共晶反应，所生成的两相混合物(层片相间)叫共晶体。发生共晶反应时有三相共存，它们各自的成分是确定的，反应在恒温下平衡地进行着。水平线cde 为共晶反应钱，成分在ce 之间的合金平衡结晶时都会发生共晶反应。

cf 线为Sn 在Pb 中的溶解度线(或α 相的固溶线)。温度降低，固溶体的溶解度下降，Sn 含量大于f 点的合金从高温冷却到室温时，从α 相中析出β 相以降低其Sn 含量。从固态α 相中析出的β 相称为二次β，常写作βⅡ。这种二次结晶可表达为:

α→βⅡ

eg 线为Pb 在Sn 中的溶解度线(或β 相的固溶线)。Sn 含量小于g 点的合金，冷却过程中同样发生二次结晶，析出二次α，常写作αⅡ。这种二次结晶可表达为:

β→αⅡ