东北大学材料科学基础课件8.10

8.10三元相图三元相图的基本知识三元系浓度的表示方法浓度三角形:等边三角形三个角分别代表三个组元，三个边二元系三角形内的任一点代表三元系的一个成分，一一对应浓度三角形内有两种具有特殊性质的直线（1）平行于浓度三角形一边的直线，所含对角顶点组元的浓度不变。（2）过三角形一顶点的直线，所含另外两组元的浓度之比不变。例如过C点的直线CF上的各点，A、B组元浓度之比不变，即w（A）：w（B）=BF：AF在某些特殊的情况下，使用等腰三角形或直角三角形表示法一个组元含量少AD：B浓度；BE：A浓度，DE：C浓度两个组元含量少不能直接读取A的浓度浓度三角形中标出成分点75%A-12.5%B-12.5%C50%A-12.5%B-37.5%C写出图中成分点的成分三元系中的杠杆定律和重心法则杠杆定律如果合金P和Q，质量为Wp和WQ新合金S的成分点在PQ连线上，PS/SQ=WQ/Wp成分S和质量WS如果和两相共存，成分点为P和Q，则PQ过S点，Ｗ＝QS/PQWSＷ＝SP/PQWS重心法则P、Q、R形成的新合金S的成分点在三角形PQR的质量重心上杠杆定律在三个体系混和情况下的应用三相平衡时各相的质量成分S和质量WS如果、和三相共存，成分点为P、Q和R，则Ｗ＝SP'/PP'WSＷ＝SQ'/QQ'WSＷ=SR'/RR'WS三元匀晶相图三元恒压相图是一个三维的立体图形，若以浓度三角形表示三元系的成分，则三元恒压相图是个正三棱柱。三元匀晶相图的特点是三个边二元系为二元匀晶系统液相面、固相面；液相区，固相区和两相区说明O点的平衡冷却过程截面图：水平(等温)截面图和垂直截面图水平(等温)截面图表示在某一温度下三元系的相平衡连接两个相互平衡的相成分点的直线叫做共轭线。两相区可看作是由一系列共轭线所组成的区域。共轭线之间不能交叉在两相区，根据共轭线可以确定两相平衡体系中相的相对量，合金O，在t温度下L和

相的相对量为：L%＝(Os/ls)ｘ100%

%=(Ol/ls)ｘ100%垂直截面图主要用来分析温度变化时合金的相变过程截取位置有垂直于浓度三角形并过其一个顶点，截面上BC组元的浓度不变垂直于浓度三角形并平行于浓度三角形一边的截面，截面上C组元的浓度不变垂直截面图上的相区分界线是垂直截面与三元立体相图相区分界面的交线，不是平衡相成分随温度的变化曲线，不能用来确定平衡相成分，也不能用杠杆定律。选分结晶先结晶的固相含高熔点组元B较多平衡结晶过程具有三相平衡的三元相图三相区内自由度为1温度变化时三相区都伴随有三相反应发生，共晶型、偏晶、熔晶和共析包晶型、合晶和包析

具有共晶型三相区的相图相图中存在着L、

和

三个单相区L+

、L+

和

+

三个两相区和一个L+

+

共晶型三相区。共晶型三相区是一个三棱柱。起自A-B二元系的共晶线mE1n，止于A-C二元系的共晶线pE2q三个侧面是+，L+和L+两相区的边界面，是由一系列的共轭线所组成的即在三个侧面上存在-，L-和L-两相平衡在三元等温截面图中三相区均为三角形，称为共轭三角形共轭三角形的特点(1)共轭三角形的三条边与三个两相区相接触。(2)共轭三角形的三个角顶与三个单相区相接。(3)在共轭三角形内，若已知系统成分，可应用重心法则计算此温度下三相平衡时的相对量。延长线都进入两相区或都进入三相区不能进入单相区L两相区是由一系列的共轭线组成三相区是一系列的共轭三角形组成随温度的降低，三相平衡时相的平衡成分沿mp变化，相的平衡成分沿nq变化，液相的成分沿E1E2线变化共轭三角形沿箭头所指降温方向平移，移动时三角形的顶点朝前，与箭头方向一致三元系共晶型三相区在浓度三角形的投影

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2AE1E2是液相面A'E1E2在浓度三角形中的投影BE1E2C是液相面B'E1E2C'在浓度三角形中的投影Amp是固相面A'mp的投影BnqC是固相面B'nqC'的投影三相共晶反应L→+O点：L→L+

→L++→+可利用杠杆定律，根据共轭线计算L-两相共存时的相对量-两相共存时的相对量

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2具有包晶型三相区的三元相图与共晶型相图相比，相区数目不变，差别仅在于三相区的形状发生了变化。包晶型三相区也是一个三棱柱，起自A-B二元系的包晶线mE1n，止于A-C二元系的包晶线pE2q上限温