但在非平衡凝固的情況下,x合紫銅止水片Cu30Ni合金鑄造顯金冷至T4溫度時(shí),剩余的液相L4將與部分固相a4發(fā)生包晶反應(yīng),即a4+L4→B,完成后的凝固過程,因此該合金的凝固溫度為T4,并產(chǎn)生了一種通過包晶反應(yīng)而得到的新相B。
  x合金按平衡態(tài)凝固時(shí),固相點(diǎn)溫度應(yīng)為T3,凝固完畢應(yīng)為a單相固溶體晶粒。此種B相為非平衡相,因?yàn)榘雌胶鈶B(tài),該相在x合金中是不存在的。一共晶系相圖和某合金凝固時(shí)可能的非平衡固相線軌跡。x合金凝固過程與上面兩個(gè)系列合金類似,a1-a表示x合金凝固時(shí)固相平均成分的走向。
  按平衡態(tài)凝固x合金的固相點(diǎn)溫度將為T3,凝固后合金組織為a單相固溶體晶粒。但在實(shí)際的非平衡凝固條件下,紫銅止水片在T溫度時(shí),剩余液相(L。)將發(fā)生共晶反應(yīng)即L。→a+,生成平衡態(tài)下不存在的非平衡共晶。不論包晶系還是共晶系合金,在非平衡凝固狀態(tài)下,基體相a固溶體均具有枝晶偏析的特征,而枝晶同胞間將出現(xiàn)非平衡的第二相

從顯組織觀察可知,晶粒內(nèi)部無明顯特征,晶界較細(xì),與一般單相合金的平衡結(jié)晶組織無異。2.單相銅合金的鑄錠組織特征銅合金的凝固過程為非平衡過程,所以其鑄錠組織一般偏離平衡態(tài)。下面以勻晶、包晶及共晶二元系合金為例說明。
  勻晶系相圖及某合金凝固時(shí)可能的非平衡固相線軌跡。合金過冷至T1溫度時(shí)開始凝固,首先析出的固相成分為a1,液相成分則為L1。繼續(xù)冷至T2紫銅止水片溫度時(shí),析出的固相成分應(yīng)為a2,與之平衡的液相成分改變?yōu)長2。a2將覆蓋在先析出的a1上,若能達(dá)到平衡條件,a1的成分也會(huì)逐漸改變成a2,以達(dá)到T2紫銅止水片下的平衡態(tài)。
  但實(shí)際上,固態(tài)的擴(kuò)散速率遠(yuǎn)小于液態(tài)的擴(kuò)散速率,當(dāng)剩余液相的成分均勻達(dá)到L2時(shí),固相a中的成分仍為不均勻的,它們的平均成分可用a2表示。顯然,a2中的B原子濃度小于a2中B原子濃度。同理,當(dāng)溫度降至T3及T4時(shí),其a相的平均成分可用表示a3及a4。