灰铸铁的共晶结晶的热力学

铁液的温度低于共晶线E`C`F`(见图1)，降到T₁时，成分为Xe¹的液相对于两个组元同时过饱和。过饱和度分别为Xe¹-X_a和X_b-Xe¹。奥氏体与石墨混合体的自由能(由图中下方斜线确定)比成分为Xe¹的液体低△G，在整个系统中显得更稳定，促成液体向(石墨+奥氏体)共晶体转化。

一旦铁液析出固相(共晶体)，液体的化学成分变得不均匀。在石墨一液体界面上，液

图1  Fe-C合金共晶结晶的热力学位曲线

体成分接近X_a，而在奥氏体-液体界面上则接近X_b。化学位梯度引起碳原子扩散移动，破坏了熔体与两个固相问的介稳定平衡，两相便不断析出，一直延续到液体耗尽。