偏析反应和共析()的区别在于:偏析所产生的新相
通常为固溶体相
原先的某一组分,因此
相的元素含量会发生变化且同时可能伴随相变,最终转变为新固溶体相
;共析所形成的两个新固相的组成则通常是固定的,例如,钢材料中的珠光体结构即为一种共析体,其含碳量为
,由铁素体(C在
中的固溶体)和渗碳体(
)组成。
在下图所示中,585℃即发生有偏析反应:
相,Nb在
中的固溶体,呈体心立方结构(BCC);
相,Nb在
中的固溶体,呈密排六方结构(HCP);
相,新析出的
固相。
更广义上,这一过程属于材料学中的“偏析”,即合金在结晶凝固过程中形成的化学成分不均匀性现象,可分为宏观偏析和微观偏析两大类。
宏观偏析又称区域偏析,表现为合金各部位之间的化学成分差异。
微观偏析又称短程偏析,是在晶粒尺度范围内中化学成分的不均匀现象。该过程是溶质元素在合金中再分配的必然结果,由微区的扩散过程所决定,因为实际过程中的扩散作用在晶体内部进行得很慢,溶质原子的扩散系数仅为热扩散系数的10-3~10-5,属于非平衡结晶过程,所以冷却速度相对较快,固相中的溶质未充分扩散,致使每个新形成晶粒的内部成分存在差异。
微观偏析按表现形式又可分为胞状偏析、枝晶偏析和晶界偏析,形成机理均类似,以主要的枝晶偏析为例:较早析出的晶体形成“枝晶”,固-液界面向前推进而又形成新组分的晶粒外层,其中枝晶含较多高熔点组分,干枝之间的空间被后析出的晶体填充,含较多低熔点组分。对于枝晶偏析,可以快速凝固使枝晶细化,再用均质化退火予以减轻乃至消除,例如,冶金厂将钢锭加热至1250℃并保温20~30小时,从而使合金元素扩散均匀化。