共析反應

最簡單的具有共析反應的二元合金相圖如圖1所示：

圖1中，A和B代表兩組分，c為共析點，dce為共析線，（β1+β2）是共析體，共析反應為：

由上述可知，二元合金相圖的類型很多,但基本類型還是勻晶、共晶和包晶三大類。在分析二元合金相圖時，應掌握以下要點：

1、相圖中每一點都代表某一成分的合金在某一温度下所處的狀態，此點稱為合金的表象點。

2、在單相區中,合金由單相組成，相的成分即等於合金的成分，它由合金的表象點來決定。

3、在兩個單相區之間必定存在着一個兩相區。在此兩相區中,合金處於兩相平衡狀態；兩個平衡相的成分可由通過合金表象點的水平線與兩相區邊界線（即兩相區與單相區的分界線）的交點來決定,兩相的相對重量運用槓桿定律加以計算。

4、在二元合金相圖中，三相平衡共存表現為一條水平線（三相平衡線）。

三相平衡線的圖型特徵及性質如圖2所示。 ^[1] 

共析反應是指由一個固相生成與之完全不同的另外兩個固相的反應，可用下式表示：

S₁→S₂+S₃

在Fe-C相圖中，當含碳量為0.77%的共析鋼加熱至727℃以上時，轉變為單一的γ相。γ相冷卻到727℃時，將發生如下的共析反應：

γ_0.77→α_0.0218+Fe₃C_6.69

反應生成的α相和Fe3C均為薄片狀，其機械混合物稱為珠光體。珠光體形成示意圖如圖3所示。

業共析鋼的含碳量小於0.77%。由鐵碳合金的平衡結晶過程可知，重共析鋼在得到單一的γ相後，若繼續冷卻，則在γ相的晶界處開始析出初生的α相。隨着温度的不斷降低，初生的α相逐漸長大。當温度降低到共析温度727℃時，剩餘的γ相被初生的α相所包圍，此時γ相的含碳量達到0.77%。在共析温度727℃以下，剩餘的γ相發生共析反應，生成珠光體。亞共析鋼的室温平衡組織為α相和珠光體，初生的α相包圍着珠光體，珠光體則像小島一樣彌散分佈。亞共析鋼的強度和硬度由珠光體提供，而α相則提供塑性。過共析鋼的含碳量大於0.77%。在過共析鋼中，其室温平衡組織為珠光體和Fe₃C，由於脆性的Fe₃C連續分佈，故過共析鋼的脆性較大。

通過控制合金的成分，可以改變硬脆第二相的數量，從而來控制合金的強度。對於亞共析鋼，隨着含碳最的增加，珠光體的數量也隨之增加，相應的α相的數最不斷減少，合金的強度不斷增加。而對於過共析鋼，隨着含碳量的增加，珠光體的數量則隨之減少，相應的Fe₃C的數量不斷增加，合金的強度下降而硬度上升。這就是説，當鋼中的含碳量接近共析成分0.77%時，這種共析反應的強化效應才會達到一個最大值。 ^[2] 

共晶反應：指一定成分的液體合金，在一定温度下，同時結晶出成分和晶格均不相同的兩種晶體的反應。

包晶反應：指一定成分的固相與一定成分的液相作用，形成另外一種固相的反應過程。

共析反應：由特定成分的單相固態合金，在恆定的温度下，分解成兩個新的，具有一定晶體結構的固相的反應。

共同點：反應都是在恆温下發生，反應物和產物都是具有特定成分的相，都處於三相平衡狀態。

不同點：共晶反應是一種液相在恆温下生成兩種固相的反應；共析反應是一種固相在恆温下生成兩種固相的反應；而包晶反應是一種液相與一種固相在恆温下生成另一種固相的反應。