什么是共析转变和共晶转变?试以铁碳合金为例, 说明这两种转变过程及其显微组织的特征。

共析转变和共晶转变是金属材料学中两种重要的相变过程，均属于恒温转变，但发生相态和产物不同：

• 共析转变：固相分解，一定成分的固相在恒温下同时析出两种或更多固相；
• 共晶转变：液相凝固，一定成分的液相在恒温下同时析出两种或更多固相。

铁碳合金中，共析转变对应碳含量0.77%的奥氏体分解为铁素体和渗碳体，形成珠光体；共晶转变对应碳含量4.3%的液相凝固为奥氏体和渗碳体，形成莱氏体。

共析转变

定义与铁碳合金中的过程

• 定义：固相分解为两种固相的恒温转变。
• 铁碳合金中的共析转变：
  • 条件：碳含量0.77%的奥氏体（单相固溶体）。
  • 温度：727℃。
  • 产物：铁素体（F）和渗碳体（Fe₃C）。
  • 反应式：
    $A \xrightarrow{727^\circ\text{C}} F + \text{Fe}_3C$

显微组织特征

• 珠光体：铁素体和渗碳体以层片交替排列的机械混合物形式存在，结构细密均匀。

共晶转变

定义与铁碳合金中的过程

• 定义：液相同时凝固为两种固相的恒温转变。
• 铁碳合金中的共晶转变：
  • 条件：碳含量4.3%的液相。
  • 温度：1148℃。
  • 产物：奥氏体（A）和渗碳体（Fe₃C）。
  • 反应式：
    $L \xrightarrow{1148^\circ\text{C}} A + \text{Fe}_3C$

显微组织特征

• 莱氏体：奥氏体以树枝状形态析出，渗碳体分布在奥氏体枝晶间，形成疏松多孔结构。