本文以Ni-Sn共晶合金为研究对象,采用熔融玻璃净化并结合循环过热方法获得深过冷,系统研究了该合金凝固组织随过冷度的演化规律及深过冷熔体中非规则共晶的形成机制。采用光学显微镜和SEM手段观察了凝固组织中非规则共晶的形貌及分布。结合经典形核理论和瞬态形核理论,系统分析了过冷熔体中α（Ni）相和Ni₃Sn相的竞争形核。采用BCT/LKT模型描述了过冷熔体中α（Ni）相和Ni₃Sn相的生长行为。采用无量纲过热度模型分析了枝晶熔断的规律。在此基础上阐明了非规则共晶的形成机制。将亚共晶Ni-27.5wt%Sn、Ni-30wt%Sn,共晶Ni-32.5wt%Sn,过共晶Ni-35wt%Sn的组织演化规律在Ni-Sn共晶相图中表示出来,并与计算所得的亚稳液相线所组成的共生生长区相对照,得到Ni-Sn共晶合金凝固组织形态选择图。本文的主要结论如下: （1） Ni-32.5wt%Sn共晶合金凝固组织中非规则共晶出现的临界过冷度为65K,随着过冷度的增大,非规则共晶在凝固组织中所占的体积分数也越来越大,当过冷度大于140K时,凝固组织为完全的非规则共晶。 （2）经典形核理论和瞬态形核理论的计算均表明,在α（Ni）相和Ni₃Sn相的竞争形核当中,α（Ni）相具有比Ni₃Sn相更低的形核功和更大的形核率,以及更短的形核孕育时间。这些计算结果说明α（Ni）相在与Ni₃Sn相的竞争形核中必将胜出,并作为初生相首先形核和长大。 （3）采用BCT/LKT模型对α（Ni）相和Ni₃Sn相的竞争生长进行了分析。当过冷度大于某一临界值时,α（Ni）相的生长速度将大于Ni₃Sn相的生长速度。随着过冷度的继续增大,α（Ni）相的生长速度远远大于Ni₃Sn相。它表明,深过冷条件下,α（Ni）相将作为初生相率先长入过冷熔体,并形成枝晶骨架。 （4）采用无量纲过热度模型计算了α（Ni）相无量纲过热度随熔体过冷度的变化。计算结果表明,当过冷度大于65K时,由于α（Ni）相生长所导致的无量纲过热度一直保持在一个很高的水平,它导致初生α（Ni）枝晶在再辉中的熔断。 （5）综合形核、生长、熔断等方面的理论分析,得出非规则共晶的形成机制是: