基本介紹
- 中文名：離異共晶
- 外文名：Divorced eutectic
- 性質：現象
- 特徵：在共晶反應的合金中
- 優點：單獨分布於晶界枝間等
定義,實際套用,概述,球墨鑄鐵的離異共晶,共晶合金的離異生長和離異共晶,
定義
離異共晶：在共晶反應的合金中，如果成分離共晶點較遠，由於初晶相數量較多，共晶相組織很少，共晶組織中與初晶相相同的那一相會依附於先共晶相上長大，另外一個相單獨分布於晶界、枝間等最後凝固處，使得共晶組織的兩相交替的特徵消失，這種兩相分離的共晶稱為離異共晶。
實際套用
離異共晶可以在平衡條件下獲得，也可在不平衡條件下獲得。如：
1.合金Ⅰ：緩冷得α+（α+β），α量>>(α+β)量，使（α+β）中的α先依附在先結晶的α上生長，而β則存在於晶界處，產生了離異共晶。
2.合金Ⅱ：快冷，使先結晶出的α成分偏離固相線，沿虛線變化。當冷到2點時，還剩一部分液體，當冷到共晶溫度以下時，剩餘的L發生共晶轉變，形成共晶組織。冷到3點以下時L消失。此時，α量>>（α+β）量，（α+β）中的α依附在α上生長，β被推向晶界出凝固，產生了離異共晶。
3.稀土對萊氏體鋼中共晶碳化物熱處理粒化:稀土細化了萊氏鋼中奧氏體晶粒和共晶碳化物，使離異共晶數量增多，減少了Cr、Mo合金元素偏析，並使M7C3(M=Fe、Cr)碳化物中孿晶等晶格缺陷增多，從而降低碳化物的穩定性，促進了共晶碳化物的粒化動力學過程，得到良好的粒化效果。
4.裂紋研究:用熱塑性試驗評定2219銘合金的液化裂紋敏感性，利用掃描電鏡對熱塑性試樣斷口進行分析。結果發現：α(Al)-CuAl2離異共晶熔點高於α(Al)-CuAl2共晶；加熱過程中α(Al)-CuAl2離異共晶後熔化，冷卻過程中離異共晶先凝固結晶，因此2219鋁合金脆性溫度區間較窄；α(Al)-CuAl2離異共晶的凝固結晶使合金在高溫下迅速恢復強度和塑性，使2219銘合金液化裂紋敏感性低，焊接性好。
1.合金Ⅰ：緩冷得α+（α+β），α量>>(α+β)量，使（α+β）中的α先依附在先結晶的α上生長，而β則存在於晶界處，產生了離異共晶。
2.合金Ⅱ：快冷，使先結晶出的α成分偏離固相線，沿虛線變化。當冷到2點時，還剩一部分液體，當冷到共晶溫度以下時，剩餘的L發生共晶轉變，形成共晶組織。冷到3點以下時L消失。此時，α量>>（α+β）量，（α+β）中的α依附在α上生長，β被推向晶界出凝固，產生了離異共晶。
3.稀土對萊氏體鋼中共晶碳化物熱處理粒化:稀土細化了萊氏鋼中奧氏體晶粒和共晶碳化物，使離異共晶數量增多，減少了Cr、Mo合金元素偏析，並使M7C3(M=Fe、Cr)碳化物中孿晶等晶格缺陷增多，從而降低碳化物的穩定性，促進了共晶碳化物的粒化動力學過程，得到良好的粒化效果。
4.裂紋研究:用熱塑性試驗評定2219銘合金的液化裂紋敏感性，利用掃描電鏡對熱塑性試樣斷口進行分析。結果發現：α(Al)-CuAl2離異共晶熔點高於α(Al)-CuAl2共晶；加熱過程中α(Al)-CuAl2離異共晶後熔化，冷卻過程中離異共晶先凝固結晶，因此2219鋁合金脆性溫度區間較窄；α(Al)-CuAl2離異共晶的凝固結晶使合金在高溫下迅速恢復強度和塑性，使2219銘合金液化裂紋敏感性低，焊接性好。
概述
離異共晶的實際套用: 離異共晶可以在平衡條件下獲得，也可在不平衡條件下獲得。如： 1.合金Ⅰ：緩冷得α+（α+β），α量>>(α+β)量，使（α+β）中的α先依附在先結晶的α上生長，而β則存在於晶界處，產生了離異共晶。 2.合金Ⅱ：快冷，使先結晶出的α成分偏離固相線，沿虛線變化。當冷到2點時，還剩一部分液體，當冷到共晶溫度以下時，剩餘的L發生共晶轉變，形成共晶組織。冷到3點以下時L消失。此時，α量>>（α+β）量，（α+β）中的α依附在α上生長，β被推向晶界出凝固，產生了離異共晶。 3.稀土對萊氏體鋼中共晶碳化物熱處理粒化:稀土細化了萊氏鋼中奧氏體晶粒和共晶碳化物，使離異共晶數量增多，減少了Cr、Mo合金元素偏析，並使M7C3(M=Fe、Cr)碳化物中孿晶等晶格缺陷增多，從而降低碳化物的穩定性，促進了共晶碳化物的粒化動力學過程，得到良好的粒化效果。離異共晶：在共晶反應的合金中，如果成分離共晶點較遠，由於初晶相數量較多，共晶相組織很少，共晶組織中與初晶相相同的那一相會依附於先共晶相上長大，另外一個相單獨分布於晶界、枝間等最後凝固處，使得共晶組織的兩相交替的特徵消失，這種兩相分離的共晶稱為離異共晶。
球墨鑄鐵的離異共晶
按照結晶學原理，下列情況下易發生離異共晶：
1非平衡凝固的強亞或強過共晶合金成分遠離共晶點但又處在共晶線範圍內的合金，初生相占據空間大部分位置，間隙中的共晶液十分稀少。非平衡凝固條件下，共晶液中的一個相依附於初生相的界面生長，另一相在間隙遲遲析出。於是，在初生相間隙看不到共晶組織，只看到某單相組織代替了共晶形態，構成離異共晶。
2劇烈過冷熔液在大的過冷條件下，共晶體的某一相成核困難，此時，一相的形成並不激起另一相的出現，結果促使共晶離異。無論來自合金內在原因或由於快速冷卻引起的過冷都有利於離異的產生。
3共晶系中的一相被第二相包圍第二相形成包圍圈（稱暈圈）後，初生相被限制在暈圈內生長，為使共晶反應繼續進行就需要重新成核，從而引起離異共晶。球墨鑄鐵的鐵液經Mg、Ce球化處理後，過冷度明顯增大，成核困難；此外，石墨球長大到一定時間後立即被奧氏體暈圈包圍。由於石墨球表面是石墨的0001晶面，碳原子間距離最小，排列緊密、結合堅固，一般情況下難於分枝衝出奧氏體包圍圈，以致於形不成二相協同共生生長條件。所以，球墨鑄鐵符合離異共晶條件，按離異方式進行共晶。
1非平衡凝固的強亞或強過共晶合金成分遠離共晶點但又處在共晶線範圍內的合金，初生相占據空間大部分位置，間隙中的共晶液十分稀少。非平衡凝固條件下，共晶液中的一個相依附於初生相的界面生長，另一相在間隙遲遲析出。於是，在初生相間隙看不到共晶組織，只看到某單相組織代替了共晶形態，構成離異共晶。
2劇烈過冷熔液在大的過冷條件下，共晶體的某一相成核困難，此時，一相的形成並不激起另一相的出現，結果促使共晶離異。無論來自合金內在原因或由於快速冷卻引起的過冷都有利於離異的產生。
3共晶系中的一相被第二相包圍第二相形成包圍圈（稱暈圈）後，初生相被限制在暈圈內生長，為使共晶反應繼續進行就需要重新成核，從而引起離異共晶。球墨鑄鐵的鐵液經Mg、Ce球化處理後，過冷度明顯增大，成核困難；此外，石墨球長大到一定時間後立即被奧氏體暈圈包圍。由於石墨球表面是石墨的0001晶面，碳原子間距離最小，排列緊密、結合堅固，一般情況下難於分枝衝出奧氏體包圍圈，以致於形不成二相協同共生生長條件。所以，球墨鑄鐵符合離異共晶條件，按離異方式進行共晶。
共晶合金的離異生長和離異共晶
共晶兩相沒有共同的生長界面，它們各以不同的速度獨立生長，兩相的析出在時間上和空間上都是彼此分離的，因而在形成的組織上沒有共生共晶的特徵。這種非共生生長的共晶結晶方式稱為離異生長，所形成的組織稱為離異共晶。
在下述情況下，共晶合金將以離異生長的方式進行結晶，並形成幾種形態不同的離異共晶組織。
① 因以下兩種原因造成一相大量析出，另一相尚未開始結晶時，將形成晶間偏析型離異共晶組織。
a）由系統本身的原因所造成：當合金成分偏離共晶點很遠，初晶相長得很大，共晶成分的殘留液體很少，類似於薄膜分布於枝晶之間。當共晶轉變時，一相就在初晶相的枝晶上繼續長出，而把另一相單獨留在枝晶間。
b）由另一相的形核困難所引起：合金偏離共晶成分，初晶相長得較大。如果另一相不能以初生相為襯底形核，或因液體過冷傾向大而使該相析出受阻時，初生相就繼續長大而把另一相留在枝晶間。
合金成分偏離共晶成分越遠、共晶反應所需的過冷度越大，則越容易形成上述的離異共晶。
② 當領先相為另一相的“暈圈”所封閉時將形成領先相呈球團狀結構的離異共晶組織。在共晶結晶過程中，有時第二相環繞領先相生長而形成一種鑲邊外圍層，此外圍層稱為“暈圈”。一般認為，暈圈的形成是因兩相在形核能力和生長速度上的差別所致。
在兩相性質差別較大的非小面—小面共晶合金中更容易出現這種暈圈組織。
