二元合金显微组织分析
第2章 二元合金的相图及结晶
下才能得到成分均匀的固溶体。
但实际冷速较快，结晶时固相中 的原子杢不及扩散，使先结晶出
的枝晶轴含有较多的高熔点元素
（如Cu-Ni合金中的Ni）, 后结晶 的枝晶间含有较多的低熔点元素( 如Cu-Ni合金中的Cu)。
2.3 二元匀晶相图
Cu-30%Ni合金的平衡组织与枝晶偏析组织
2.3 二元匀晶相图
两组元在液态和固态均能无限互溶时所构成的 相图称为匀晶相图。
Liquid Two Phase Solid X
% Y added
Y
2.3 二元匀晶相图
Equilibrium Phase Diagram - Mg0-Feture (C)
2.3 二元匀晶相图 相图分析
液相线 L B熔点
L+α
α 固相线 A B% B
A熔点
与纯金属的结 晶过程不同，固 溶体合金的结晶 是在一定的温度 范围内完成的。
• 相图由两条线构成，上面是液相线，下面是固相线。 • 相图被两条线分为三个相区，液相线以上为液相区L ，固相线以下为
固溶体区，两条线之间为两相共存的两相区（L+ ）。
合金的结晶过程比纯金属复杂，常用相图进行分析.
相图（平衡图、状态图）：平衡条件下，合金的相 状态与温度、成份间关系的图形。是制订熔炼、铸造、 热加工及热处理工艺的重要依据。
根据组元数, 分为二元相图、三元相图和多元相图。 合金系是指由两个或两个以上元素按不同比例配制的 一系列不同成分的合金。
（补充） Gibbs相律
生产上常将铸件加热到 固相线以下100-200℃长时 间保温，以使原子充分扩散、 成分均匀，消除枝晶偏析， 这种热处理工艺称作扩散退 火。
第四章__二元合金相图
固溶体的分类
•按溶质原子在溶剂晶格中的位置分：
置换固溶体与间隙固溶体
•按溶质原子在溶剂中的溶解度分：
有限固溶体和无限固溶体
•按溶质原子在固溶体中分布是否有规律分：
无序固溶体和有序固溶体
• 1、置换固溶体 • (substitutional solid solution) • 溶剂原子被溶质原子所置换
杠杆定律
杠杆定律是确定状态图中两相区内两平衡相
的成分和相对重量的重要工具
由杠杆定律可算出合金中平衡两相的相对质
量（即质量分数）
二元合金系，杠杆定律只适用于相图中的两
相区, 且只能在平衡状态下使用。杠杆的两个
端点为给定温度时两相的成分点, 而支点为合
金的成分点。
4、合金的不平衡结晶与树枝状偏析
成的固溶体。
形成条件：溶剂与溶质原子尺寸相近，直径
差别较小，容易形成置换固溶体。
置换固溶体中原子的分布通常是任意的，称
之为无序固溶体。在某些条件下，原子成为 有规则的排列，称为有序固溶体。
固溶体的溶解度
浓度：溶质原子在固溶体中所占的百分比 溶解度：在一定条件下的极限浓度 置换固溶体中，影响溶解度的因素有原子
2、间隙固溶体（interstitial solid solution）
溶质原子溶入溶剂晶格的间隙而形成的固溶体 晶体结构类型
晶格畸变（lattice distortion）
由于溶质原子的介入，原子的排 列规律受到局部的破坏，使晶格 发生扭曲变形。
溶质原子的溶入，使固溶体的晶格发生畸变，变形抗力增 大，金属的强度及硬度升高的现象------固溶强化
T,C 1500 1400 a1 1300 1200 1100 a 1083 1000 Cu L 1455
最新第三章二元合金与相图介绍教学讲义ppt课件
与
相 图 的
这是因为主要混合物各相的变形能力不同，造成一相阻碍另一相的变 形，使塑性变形阻力增加，因而共晶体的压力加工性最差
关
系
第三章 二元合金与相图
作业
P59-60： 1、2、4、5
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
共晶相图
共晶合金 结晶过程
室温下合金Ⅱ的显微组织：a）相组成：α、β；b）组织组成：（α+β）
第三章 二元合金与相图
第二节 二元合金相图
共晶相图
亚共晶合金 结晶过程
合金III的结晶过程：L→L+α→α+（α+β） →α+（α+β）+βII
第三章 二元合金与相图
第二节 二元合金相图
共晶相图
亚共晶合金 结晶过程
第三章 二元合金与相图
第二节 二元合金相图
基本知识 二元合金基本相图
匀晶相图 共晶相图 包晶相图 共析相图 稳定化合物相图
第三章 二元合金与相图
第二节 二元合金相图
匀晶相图
两组元在液态时无 限互溶，在固态时 也无限互溶，且形 成单相固溶体，所 构成的相图
I：纯铜；II：75%Cu+25%Ni III：50%Cu+50%Ni
液固相线距离愈小，结晶温 度范围愈小→合金的流动性好
关 →有利于浇注
第四章 二元合金
2.1.2置换固溶体： 2..1.2.1形成置换固溶体造成的后果－固溶强化； 固溶强化：当溶质原子溶入溶剂晶格时，将 造成晶格畸变，如图所示，使强度、硬度增 加的现象；
2.1.2.2影响固溶度的因素： ①原子尺寸因素：组元间的原子半径越接近，则 固溶体的固溶度越大。 原因：晶格畸变；
2
• 当温度缓冷到 3点，温度冷 却到t3时，结 晶结束，得到 与原合金成分 相同的α固溶 体。
结晶规律： ①在温度不断下降过程中，液相的成分不断的沿着 液相线变化， α相的成分不断的沿着固相线变化； ② α相的数量不断增多，液相的数量不断减少，在 一定温度下，两相的相对含量可以用杠杆定律计 算。
•综上所述，形成无限固溶体的必要条件： ①晶体结构相同； ②电化学性质（负电性）相近； ③原子尺寸相近； ④溶质元素的原子价要小；
2.1.3间隙固溶体：原子半径很小的溶质原子溶入到 溶剂中时，不是占据溶剂晶格的正常结点位置，而 是填入到晶格的间隙中，形成间隙固溶体。
说明：
①间隙固溶体只能是有限固溶体； ②形成条件：
3.3杠杆定律（只适用于两相区） 杠杆定律适用于二元系合金中，在两相区中确 定相的相对含量。 在Cu-Ni二元合金 中，Ni的含量为C% 的合金Ⅰ在温度t1时， 两相平衡 L 通过温度t1作一水平 线段arb，CL、Cα分 别表示液、固两相 的成分。
下面计算液相和固相的相对含量。设合金的总 质量为1，液相的质量为WL，固相的质量为Wα， 则WL+ Wα=1
• 宏观组织：用肉眼或放大镜观察到的组织；
• 微观组织：用显微镜观察到的组织；
• 电子显微组织：用电子显微镜观察到的组织；
2、相的分类
根据相的晶体结构特点分为两大类：固溶体和 金属化合物。
第四章二元合金
⒍结构：
原子尺度的材料形貌（晶格类型、晶胞 尺寸等）用射线确定。
第一节 合金的相结构
一、 固溶体 合金在固态时，组元间会相互溶解， 形成一种在某种组元的晶格中包含有其它组元 的新相称为固溶体。
晶格与固溶体相同的组元－溶剂。 晶格与固溶体不同的组元－溶质。 固溶体又划分为：置换固溶体，间隙固溶体。
（一） 置换固溶体： 溶质的原子，对溶剂晶格上某些结点位置的 原子置换而形成的，见图4－1。 这种置换引起： ⒈ 固溶强化：“置换”，使溶剂晶格畸变，引 起 固溶体强度、硬度提高，物理性能变化。这是 提高合金机械性能的重要手段之一。 见图 4－2：
一、 化合物：
⒈ 定义： 合金中，当溶质含量超过溶解度时，将 析出新相，当新相的晶格与合金任一组元都不同， 则新相为化合物。 当新相的晶格与合金的另一组元（溶质）相同， 则为新固溶体。 ⒉化合物分类： 正常价化合物，电子价化合物，间隙化 合物，复杂结构间隙化合物见图4－6。
⒊ 化合物特点：
具有复杂晶格结构，熔点极高、高硬脆。 如能“弥散”于合金中是“强化相”。 是 很 多合金的重要组成相。
' 1
t ② 温度由t 1 降至 2 ，液态合金中继续生新核， 原有的核长大。固相量不断增多，液相量不断 减少，但总重量仍为1。 此时新 相核，含Ni为X X ，数量增多。 ' 原含Ni为 1 的核，其含Ni 量由于原子扩散作 X ‘ 用变为 X 2 。而剩余液相含Ni量变为 2 。 X 固相量进一步增多，液相量进一步减少， 但总量仍为1。 但：此时合金含镍量仍 为K 。
第二节 二元合金相图
⒈ 几个名词、术语： 合金系： 由给定组元配制成的一系列成分不同 的合金，即合金系。 例： 二个组元—二元合金系。 三个组元—三元合金系。 多个组元－多元合金系。 平衡（相平衡）： 合金中参与结晶或相变过程的各相浓度 不再改变时的状态。
7.3 二元相图分析(1)
第七章 二元系相图及其合金凝固
7.3.2 共晶相图及合金凝固
组成共晶相图（the eutectic phase diagram）的两组元的相互作用的特 点是:液态下两组元能无限互溶，固态下只能部分互溶(形成有限固溶体或化 合物)，甚至有时完全不溶，并具有共晶转变(the eutectic reaction)。 共晶转变是在一定条件下(温度、成分不变)，由均匀液体中同时结晶出两 种不同固相的转变。即：L→α+β 具有共晶转变的相图称为共晶相图。 所得到两固相的混合物称为共晶组织(eutectic structure)，其特点是两 相交替细弥混合，其形态与合金的特性及冷却速度有关，通常呈片层状。
过共晶合金的平衡结晶的显微组织
第七章 二元系相图及其合金凝固
共晶系合金的平衡凝固小结
• 共晶系合金的平衡凝固分为两类：固溶体合金和共晶型合金。前者的结 晶的组织为初生固溶体和次生组织；后者的结晶的组织为初生固溶体、共晶 体和次生组织。在室温时合金是由α和β两个基本相构成。 • 组织组成物是在结晶过程中形成的，有清晰轮廓的独立组成部分，如上 述组织中α、αⅡ、β、βⅡ、(α +β)都是组织组成物。相组成物是指组 成显微组织的基本相，它有确定的成分及结构但没有形态上的概念，上述各 类合金在室温的相组成物都是α相和β相。 • 不同成分范围的合金，室温的相组成除固溶体区外其余都是α+β，而 组织组成不相同 。图中6个组织区分别为： Ⅰ区：α单相组织； Ⅱ区： α+βⅡ ；Ⅲ区：α+βⅡ+(α+β) 共 ；Ⅳ区：(α+β) 共 ；Ⅴ区：β+αⅡ+ (α+β)共；Ⅵ区：β+αⅡ
第七章 二元系相图及其合金凝固
二元合金的相结构与相图 ppt课件
如：GaAs半导体材料的性能远远超过硅半导体； Nb3Sn具有高的超导转变温度； NiAl、Ni3Al是超音速飞机喷气发动机的候选材料； NiTi、CuZn记忆合金材料。
ppt课件
24
1 正常价化合物——服从原子价规律
特点：成分固定不变，可用化学式表示，由金属元素与周期 表中ⅣA、ⅤA、ⅥA族元素组成，电负性相差较大，结合键以 离子键、共价键或金属键为主。
这时的相称为这种条件下的平衡相。
如纯铁，在常压下： 1538℃以上—— L相为平衡相。 在1538℃时 —— L相和δ相两相平衡
ppt课件
31
一、二元相图的表示方法
1、合金存在状态的确定： ℃
由于合金熔炼、加工均在常 800
压下进行，所以合金状态由 700
600
成分和温度确定。
500
2、二元合金用直角坐标系 400 表示：横坐标表示合金成分，300
6.726Ẵ
(2) 间隙化合物(B只能形成~)
结 构 复 杂 —— 如 钢 中 的 Fe3C、
Mn3C、Cr23C6、Fe3W3C等。
b
性能：很高的熔点和硬度，但不
如间隙相，加热易分解。
用途：钢中的重要强化相。
ppt课件
c
a
5.077Ẵ
铁原子 碳原子
Fe3C的晶格结构
27
固溶体
小结
有限固溶体
间隙固溶体
重点：间隙固溶体，置换固溶体，相律与杠杆定律，固溶体
合金的平衡结晶过程，共晶相图和包晶相图典型合金的平衡结
晶及其组织。
学时数：p8p学t课件时
2
§1 合金中的相
合金:
两种或两种以上的金属，或金属与非金属，经熔炼或 烧结，或用其它方法结合而成的具有金属特性的物质。
第四篇__二元合金相图
固溶体合金在平衡结晶过程中，固相成分 沿固相线变化，液相成分沿液相线变化
α
匀晶转变的特点
➢合金在一定温度范围内结晶； ➢在合金结晶过程中，先结晶出的固相和剩余液
相的成分都与原来合金的成分不同，它们分别 沿着固相线和液相线变化。
➢结论：两相区中，相互处于平衡状态的两个
非常稳定。
它们的合理存在，可有效地提高钢的强度、 热强性、红硬性和耐磨性，是高合金钢和硬 质合金中的重要组成相。
间隙化合物
形成条件：非金属原子半径与金属原子半
径之比大于0.59时，具有复杂结构。如钢中的 Fe3C、Cr23C6、Fe4W2C、Cr7C3、Mn3C等。
特点：具有很高的熔点和硬度, 但比间隙相
第四章 二元合金
内容简介
本章介绍合金相结构和组织的基本概念、 二元合金相图的建立过程和分析相图的基本 方法，以及二元相图与合金性能之间带规律 性的一些关系。
重点掌握合金相结构，并学会分析二元 合金相图。
关于合金的基本概念
➢合金：一种金属元素同另一种或几种元素(k
可以是金属，也可以是非金属), 通过熔化或 其它方法结合在一起所形成的具有金属特性 的物质。
况，包括相的种类和相对量。
➢组织：在显微镜下所观察到的，具有一定大
小、形状和分布的金属内部的微观形貌。
➢在金属或合金中，由于形成的条件不同，各
种相将以不同的数量、形状、大小相互结合， 因此，在显微镜下，可以看到金属或合金具 有各种不同的组织。
➢合金的组织状态：合金在一定条件下，由哪
几个组织组成，以及它们的相对量。
2、间隙固溶体（interstitial solid solution） 溶质原子溶入溶剂晶格的间隙而形成的固溶体
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试验四二元合金显微组织分析组织和结构是有区分的，主要表现在它的尺度不同。
组织是显微尺度，结构是原子尺度。
组织是指用肉眼和显微镜观看到的金属内部情景，如晶粒尺寸和外形以及组成物的特点等。
而结构是指组成金属的同类或异类原子在三维空间的排列状况。
目前一般是用X射线衍射分析才能确定。
合金在室温下可以同时存在几种晶体结构，即可以多相共存，因而组织比纯金属简单许多。
合金的组织，既可由单相组成，也可由两相甚至多相组成。
不同的相可以构成不同的组织。
单相合金是以金属为溶剂的固溶体0两相或多相合金的组织中，数量较多的一相，称为基体相，大多是以金属为溶剂的固溶体。
其余的相可以是合金的另一组元为基体形成的固溶体或另一-组元的纯金属；也可是合金各组元形成的化合物或以化合物为溶剂的固溶体。
合金的相组成是说明合金由几种相和那几种相组成。
合金的显微组织分析就是进一步分析相组成、相分布和相形态，即讨论各相的生成条件、数量、外形、大小以及它们之间的相互分布状态。
1. 试验目的依据凝固理论，采用二元相图，在金相显微镜下，识别二元合金组织特征，进行显微组织分析。
合金中的基本组织特征合金成份不同时，二元合金可构成不同的组织，成份相同、但凝固及处理条件不同时，也可构成不同的组织。
合金的显微组织与合金的成份、组成相的性质、冷却速度及其他处理条件、组成相相对量等因素有关，一般可有以下几种形貌：2.1单相固溶体固溶体结晶时，先从溶体中析出的固相成分与后从溶体中析出的固相成份是不同的。
冷却速度慢（平衡凝固）时，固相原子经过充分集中，因而可以得到成份匀称的单相固溶体；冷却快时，固相原子来不及集中匀称，从而使凝固结束后晶粒内各部分存在浓度差别，故各处耐腐蚀性能不同，浸蚀后在显微镜下呈现树枝状特征。
下面以Cu-20%Ni合金为例进行说明。
Cu-20⅜Ni的铜合金铸态组织图所示为热力学不平衡组织，在固态匀称化退火后，则消失类同纯金属一样的多边形晶粒，Cu-20%Ni的铜合金匀称化退火组织图所示为单相固溶体平衡组织。
铜合金铸态组织图所示为单相固溶体组织存在晶内偏析、呈树枝状图4-Ia为CU-Ni二元合金相图。
由相图可知，二元铜银合金不论含银多少均为单一的α相固溶体，由于液相线和固相线的水平距离较大，加之银在铜中的集中速度很慢，因而Cu-Ni二元合金的铸造组织均存在明显的偏析。
凝固时，晶体前沿液体中消失了成分过冷,形成负的温度梯度，故晶体以树枝状方式生长。
电子探针微区分析结果表明，组织中白亮部分（即枝干部位）含高熔点组元Ni的比例较高，比较耐腐蚀，因而呈白色；而暗黑部分（枝间部位）含低熔点组元CU较多，不耐腐蚀，因而呈黑色。
这种组织（图4-lb）称枝晶偏析组织（晶内偏析），枝干与枝间的化学成分不匀称。
这种树枝状组织甚至可始终保持到热加工之后。
铜中加锲后，紫铜的颜色发生明显的转变，含银15%时颜色尚呈紫铜色，当增至2O%的即呈银白色，故又称为白铜。
对铸造高温合金来说，这种树枝状组织是有益的，它能够提高高温强度，而对一般需进行塑性变形加工的合金来说，由于增加了形变阻力，因而是无益的，此时可以用集中退火来减小或消退这种不匀称的组织。
消退了晶内偏析的Cu-Ni合金的显微组织特征为单相固溶体，其内晶粒和晶界清楚可见（图4-lc）。
2.2二兀合金中初晶和共晶特征在凝固过程中，首先从液相中析出的相称为初晶相。
初晶的形态在很大程度上取决于液-固界面性质。
若初晶是纯金属或以纯金属为溶剂的固溶体，一般具有树枝状特征，金相磨面上呈椭圆形或不规章外形。
若初晶为亚金属，非金属或中间相，图4-la CU-Ni二元系相图同时从液相中析出的组织通常称为共晶组织。
二元共晶由两相组成，由于组成相性质、凝固时冷却速度、组成相相对量的不同，可构成多种形态。
共晶体按组织形态可分为层片状、球状、点状、针状、螺旋状、树枝状、花朵状等几类。
二元共晶由两相组成，一般比初晶细。
Al-Si 系合金是航空工业应用最广泛的一类铸造合金，具有良好的工艺性和抗蚀性。
简洁二元AI-Si 合金，如IZL-7,铸造性很好，但强度较低。
添加其他组元，如镁、铜后，由于增加了热处理强化效应而提高了合金的机械性能。
依据AI-Si 二元合金相图（图4-2a ）,共晶成分是12.6%硅，共晶温度为577C,硅在a 固溶体中的溶解度在577C 时为L65%,室温时降至0.05%。
铸造合金为了保证良好的铸造工艺性，一般盼望接近共晶成分。
Al-Si 系的特点是共晶点含硅量不太高，这样既可保证合金组织中形成大量的共晶体，以满意铸造工艺方面的要求，而又不至于因其次相数量过多而使材料的塑性严峻降低。
ZL-7合金的含硅量为10.2〜13.0%,即处于共晶点四周，平衡组织为a+Si 。
共晶硅呈粗针状或片状，有时组织中也可能消失少量块状初生硅。
此外，因合金中杂质铁允许含量较高，因此还存在一些杂质相，如a （Fe2Si2AL ）和。
（FeBSiAh2妊图4-lbCu-30%Ni 合金显微组织 状态：非平衡结晶腐蚀剂:FeCL 酒精溶液+10%HCl 溶液放大倍数：12OX组织分析:非平衡结晶形成的树枝状组织，白色富含Ni,黑色富含Cu 图4-lcCu-30%Ni 合金显微组织 状态：匀称化退火 腐 蚀 剂:2%便入07+8%减0冰 溶液 放大倍数:IOOX 组织分析:等轴状的α固溶体 晶粒一般具有较规章外形（如多边形、三角形、 正方形、针状、棱形等图4-2aAl-Si 二元系相图在Al∙10%Fe 合金中，初晶相比例较大，呈长条状(图4∙3a)°从ALFe 二元相图(图4-3b)可知，富Al 的Al-Fe 系二元合金也有同样规律，也存在共晶反应，共品成份点为99.95%A1,因而初晶相比例较大。
图4-3aAITo%Fe 合金显微组织状态：铸造腐蚀剂：未蚀放大倍数：12OX组织分析：θ(FeAh)κ3rw≡+(Θ+A1)共Itt图4-2bAl-12. 6%Si 合金显微组织状态：铸造、慢冷腐蚀齐∣J:未蚀放大倍数：12OX组织分析:过共晶组织， Si (块状初品)+ (Al+Si)细针图4-2cAl-12.6%Si 合金显微组织 状态：铸造、快冷 腐蚀剂:0.5%HF 水溶液 放大倍数：10OX 组织分析:亚共晶组织，Al (树枝状初品臼色〉+ (Al+Si)Mg-Zn二元相图(图4-4)比较简单，其中某些转变至今尚未完全确定。
富镁端于343C进行共晶转变:L-α+Mg2Zn3:330C时，发生共析转变:Mg2Zn3-a+MgZn<,MgZn化合物具有六方结构，a=5.33A,C=17.16A,熔点为349℃。
在共晶温度下，锌在镁中溶解度为8.4%,300C时为6.0%,250*0时为3.3020(ΓC时为2.0‰150C时为L7%,室温下则小于1.0%o在Mg-ZlI系中强化相为MgZIb它对合金性能的影响与MgI7AL2对Mg-AI系的影响相像，但MgZn在Mg-Zn系中强化效果更大一些。
在富Zn端于381。
C进行包晶反应：L+ε(MgZn2)-Mg2Zn n,于364。
C进行共晶反应：L-Zn+MgzZn”。
Z L3%Mg合金接近共晶成份点，组织中几乎都是共晶体，呈螺旋状。
图4-4Zn-Mg二元系相图图4-5~图4-8列出了其他一些合金的二元相图及典型成份合金的显微组织,供学习时参考。
α. ∙i图4-6bCu-O.5%0合金显微组织状态：铸态，腐蚀剂：未蚀图4-7Cu-P 二元合金相图隐藏共晶是指当时晶比例很大、共晶比例很少时，初晶析出后，剩余液相量极少，则共 图4-6aCu-O 二元合金相图 组织分析：初晶Cu+共晶IOOx©2。
50 4 50IZOOj---- 1 I 1~p-图4-8aCu-Ti 二元合金相图图4-8bCu-10.28%Ti 合金显微组织状 态：铸态 腐蚀齐∣J:硝酸高铁酒精溶液放大倍数：200×组织分析：(α+Cu 3Ti) ΛΛ,∙,+C U 3Ti 初Q10 ZO 30 40 WTi.%晶中一相附着初生相上，而不呈现共晶特征，只见•相孤独地分布在另一相上或晶间（图4-9）,称为隐藏共晶（或离异共晶）。
图4-9bCU-2%Bi合金显微组织状态：铸态腐蚀剂：未蚀放大倍数：10OX图4-9aCu-Bi二元相图组织分析：α固溶体+隐藏共品2.3二元合金中共析组织特征共析转变产物组织一般是两相大致平行、相互交替的片层所组成的领域,也有呈球状的,比共晶更为细小。
Cu-Al系共析组织（图4T0a）即属此类。
图4-IOaCu-1O%Λ1合金的显微组织状态：铸造腐蚀剂:0.5%HF水溶液放大倍数：100×组织分析：（Cu）初晶+Al4Cu92.4二元合金中包晶组织特征在正常凝固条件下，包晶成分的合金在冷却到液相线以下温度时，首先析出初晶相；冷却到包晶转变温度以下时，初晶相和四周溶液反应，形成新相，反应在固相一一液相界面上发生，组织中消失包晶反应生成物包围着先析出相的特征。
在缓慢冷却时，原子可以通过新相向界面集中，连续进行包晶转变，因此，最终可得到匀称的多边形晶粒，与单相固溶体组织相比，组织上并没有特别之处。
当铸造生产时，冷却比较快的条件下，集中来不及充分进行，凝固的组织中经常看到残留的、被包晶反应形成的新相所包围的先结晶固相。
对于非包品成分的合金，具有过度的先结晶固相时，即使缓慢冷却，也会消失“包晶”组织。
快速凝固时，先结晶相的残留量增多（图4-11）。
图4TlbFe-Sb系二元相图2.5二元合金中非平衡共晶组织特征固溶体区的合金，由于冷却较快消失共晶如Al-Cu系中含4.5%CU的合金，在平衡状态下应为单相固溶体加次晶，由于冷却快，在晶界处消失了非平衡共晶。
2.6二元合金中其他非平衡组织特征不完全包晶组织、非平衡共晶组织、伪共晶组织、隐藏共晶组织、晶内偏析都属于非平衡组织，经集中退火，可促使组织趋向平衡状态。
Al-Mn系(相图见图4T2a)也存在这类组织。
例如LF21铝合金在半连续铸造条件下的组织如图4T2b所示。
依据相图可知，这种合金含Mn在L0~1.6%的范围内，平衡组织应为a+。
(MnAl6),其中的P相是降温时从a相中脱溶析出的。
当冷却速度较快时，余留液相的成份点右移，从而在a相晶粒边界消失共晶组织，这种组织属于非平衡共晶组织。
Al-10%Mn合金在平衡凝固条件下的相组成为a+β(MnAk),组织组成为初晶β(MnAk)+(a+β)共品(图4-13a);在半连续铸造条件下，包晶反应L÷γ(MnAL)→P(MnA k)不完全，因而消失B(MnAl6)包围Y(MnAl4)的不完全包晶组织(图4-13b),所以，最终的组织组成物为做包γ)+(a+β)it⅛<,图4-12aAI-Mn二元系相图腐蚀剂：10%NaOH 水溶液放大倍数：340×组织分析：α+β(MnAk)+(α+B)共品学完二元系相图后，进行本试验，由试验室供应一组试样，同学们采用二元相图，判别各合金组织类型，分析各种组织形态特征，弄清二元合金组织分析方法。