共晶反應(yīng)，英文名為eutecticreaction，是一種化學(xué)反應(yīng)。它是指一種液相在恒溫下同時(shí)結(jié)晶出兩種固相的反應(yīng)。

中文名

共晶反應(yīng)

外文名

eutectic reaction

屬性

共晶

性質(zhì)

反應(yīng)

共晶點(diǎn)

發(fā)生這個(gè)反應(yīng)在圖上表現(xiàn)為一點(diǎn)

所屬學(xué)科

化學(xué)、冶金

拼音

gòng jīng fǎn yīng

分類(lèi)

共晶、亞共晶、過(guò)共晶

概述

共晶反應(yīng)是指在一定的溫度下，例如含碳量為

的鐵碳合金，在1148℃的恒溫下發(fā)生共晶反應(yīng)，產(chǎn)物是奧氏體(固態(tài))和滲碳體(固態(tài))的機(jī)械混合物，稱(chēng)為“萊氏體”。在合金相圖上，發(fā)生這個(gè)反應(yīng)在圖上表現(xiàn)為一點(diǎn)，那個(gè)點(diǎn)就是共晶點(diǎn)。

一種液相在恒溫下同時(shí)結(jié)晶出兩種不同成分和不同晶體結(jié)構(gòu)的反應(yīng)叫做共晶反應(yīng)。所生成的兩種固相機(jī)械地混合在一起，形成有固定化學(xué)成分的基本組織，被統(tǒng)稱(chēng)為共晶體。

特點(diǎn)

發(fā)生共晶反應(yīng)時(shí)有三相共存，它們各自的成分是確定的，反應(yīng)在恒溫下平衡地進(jìn)行。

最簡(jiǎn)單的共晶反應(yīng)是在二元合金系統(tǒng)中，具有共晶成分的液體L，在共晶溫度下同時(shí)凝固形成兩固體相a和刀共晶組織。通常用公式L禪a+刀表示。在此共晶反應(yīng)溫度下，出現(xiàn)L、a及刀三相共存。以此方式凝固的合金為共晶合金。偏離共晶成分的合金組織為亞共晶或過(guò)共晶。

發(fā)生共晶反應(yīng)的合金的結(jié)晶

Pb-Sn合金相圖中有三種相

Pb與Sn形成的液溶體L相

Sn溶于Pb中的有限固溶體α相

Pb溶于Sn中的有限固溶體β相

相圖中有三個(gè)單相區(qū):L、α、β

三個(gè)雙相區(qū)：

一條

的三相共存線(水平線cde)。這種相圖稱(chēng)為共晶相圖。

(Al-Si、Ag-Cu合金也具有共晶相圖。)

合金相圖

共晶反應(yīng)

Pb-Sn相圖是以共晶型轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕Y(jié)晶方式的相圖，在靠近組元兩端各有一個(gè)有限固溶的均晶型結(jié)晶區(qū)域。

Pb與Sn都能形成有限固溶體。其中以 Pb為溶劑， Sn為溶質(zhì)形成α固溶體。Sn在Pb中最大溶解度在c點(diǎn)。而以Sn為溶劑，Pb為溶質(zhì)形成β固溶體。Pb在Sn中最大溶解度在e點(diǎn). 固溶體α 與固溶體β相交與d點(diǎn),d點(diǎn)被稱(chēng)為共晶點(diǎn)，表示此點(diǎn)成分(共晶成分)的合金冷卻到此點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度(共晶溫度)時(shí)，共同結(jié)晶出c點(diǎn)成分的α相和e點(diǎn)成分的β相。發(fā)生共晶反應(yīng)時(shí)有三相共存，它們各自的成分是確定的，反應(yīng)在恒溫下平衡地進(jìn)行。

水平線cde為共晶反應(yīng)線，成分在ce之間的合金平衡結(jié)晶時(shí)都會(huì)發(fā)生共晶反應(yīng)。

cf線為Sn在Pb中的溶解度線(或α相的固溶線)。溫度降低，固溶體的溶解度下降。Sn含量大于f點(diǎn)的合金從高溫冷卻到室溫時(shí)，從α相中析出β相以降低α相中Sn含量。從固態(tài)α相中析出的β相稱(chēng)為二次β，寫(xiě)作βII。這種二次結(jié)晶可表達(dá)為：

。

eg線為Pb在Sn中溶解度線(或β相的固溶線)。Sn含量小g點(diǎn)的合金，冷卻過(guò)程中同樣發(fā)生

二次結(jié)晶，析出二次α。

只有共晶合金才能發(fā)生共晶反應(yīng)，非共晶合金不會(huì)發(fā)生共晶反應(yīng)。