材料科学基础：第七章三元相图

1、第九章第九章 三元相图三元相图三元相图基本特点三元相图基本特点 o 完整的三元相图是三维的立体模型。 o 三元系中可以发生四相平衡转变。 o 三元相图中三相平衡区也占有一定空间。 91 三元相图基础三元相图基础一、三元相图成分表示方法一、三元相图成分表示方法1.等边成分三角形等边成分三角形2.等腰成分三角形等腰成分三角形3.直角成分坐标直角成分坐标4.局部图形局部图形 2. 等边成分三角形中的特殊线等边成分三角形中的特殊线1)凡成分点位于与等边三角形某一边相平行的直线上的各三元凡成分点位于与等边三角形某一边相平行的直线上的各三元合金，它们所含与此线对应顶角代表的组元的质量分数相等。合金，它们所

2、含与此线对应顶角代表的组元的质量分数相等。2)凡成分点位于通过三角形某一顶角的直线上的所有凡成分点位于通过三角形某一顶角的直线上的所有三元系，所含此线两旁的另两顶点所代表的两组元的三元系，所含此线两旁的另两顶点所代表的两组元的质量分数的比值相等。质量分数的比值相等。 二、三元相图的空间模型二、三元相图的空间模型三维的立体图形三维的立体图形 三、元相图的截面图和投影图三、元相图的截面图和投影图 1、水平截面水平截面 ，等温截面 2、垂直截面垂直截面 ，变温截面 3、三元相图的投影图四、三元相图中的杠杆定律及重心定律四、三元相图中的杠杆定律及重心定律1、直线法则和杠杆定理、直线法则和杠杆定理1)

3、直线法则(共线法则) : 三元合金两相平衡时，合金的成分点和两个平衡相的成分点必然位于同一直线上。2) 杠杆定律 oaobWW推论：(1)当给定合金在一定温度下处于两相平衡时，若其 中一相的成分给定，另一相的成点必在两已知成分点连线的延长线上。(2)若两平衡相的成分点已知，合金的成分点必然位于两个已知成分点的连线上。 2重心定律重心定律三相平衡合金的成分点o位于由3个平衡相成分点(D、E、F)所连成的三角形内, O点正好位于DEF的质量重心 。FfofW DdodW EeoeW92三元匀晶晶相图三元匀晶晶相图o 三个组元在液态和固态都无限互溶的相图称为三元匀晶相图相图概况相图概况 结晶过程结晶

4、过程 o 连接线的方向按组元熔点降低的方向偏转一个角度。变温截面与二元相的差别： o成分轴两端代表的不一定是纯组元，而可能是合金。o液相线和固相线在两端不都相交。o不能确定两相的平衡浓度和相对量，不能应用杠杆定律。93 固态互不溶解的三元共晶相图 1相图的空间模型相图的空间模型94 固态有限互溶的三元共晶相图o 溶解度曲面o 单相区o 共轭的固相面（单相固相面）o 两相固相面五种界面：五种界面：o 3个液相面o 6个二元共晶转变起始面o 3个单相固相面o 3个两相固相面（二元共晶终止面）o 1个四相平衡共晶面o 3对共轭溶解度曲面六种相区：六种相区：o 液相区o 3个单相固溶体区o 3个液、固

5、两相区o 3个二元共晶区（三相1区），一个固相平衡三相区o 1个三元共晶面（四相面）o 3个固态两相平衡区m95三元相图几何规律三元相图几何规律 1单相状态单相状态 f=3 截面可以是各种形状的平面图形截面可以是各种形状的平面图形2两相平衡两相平衡 f=2 两个平衡相之间存在着共轭关系，以共轭直线与三相区分两个平衡相之间存在着共轭关系，以共轭直线与三相区分开，开， 一对曲线与两个单相区分开一对曲线与两个单相区分开3三相平衡三相平衡 f=1 三棱柱，棱边与单相区接触，柱面与两相区接触三棱柱，棱边与单相区接触，柱面与两相区接触 （1）共晶型转变）共晶型转变 (2) 包晶型转变包晶型转变 水平截面都是一个共轭三角形水平截面都是一个共轭三角形 垂直截面一般都是一个曲边三角形垂直截面一般都是一个曲边三角形 4四相平衡四相平衡 f=0 (1)