华北理工金属材料学讲义：相图的杠杆定律及应用

相图的杠杆定律及应用

某一成分的二元合金在某温度时，处于二元相图的两相区内，则两相之间的质量比可用“杠杆法则”求得。在此温度处做一条水平线与该两相区的相界线相交，两个交点内水平线被合金的成分垂线分成两段，两相的质量比与这两线段的长度成反比，用相对百分数表示，这个现象好像力学中的杠杆，所以称为“杠杆定律”。水平线与两相区的相界线分别是液相成分S点和固相成分F点，S点的浓度是X1，F点的浓度是X2。C的相组成是X1浓度的液相（假设这两是WL）和X2浓度的固相（假设质量Ws）：WL∕Ws＝MF∕SM或:WL＝MF∕SF×100%Ws＝SM∕SF×100%在铁碳平衡相图中，可有两种计算方法，以下举例说明。①

利用杠杆定律，计算45钢退火之后的珠光体P和铁素体F相对质量。WF＝(0.77－0.45)∕(0.77－0.0218)×100%＝42.7%；WP＝(0.45－0.0218)∕(0.77－0.0218)×100%＝57.2%；②

利用杠杆定律，计算3.5%亚共晶白口铁在室温下组织P、Fe3CⅡ、L`d的相对含量；按相组成物计算F和Fe3C的相对含量。WL`d＝(3.5－2.11)∕(4.3－2.11)×100%＝63.47%WP+Fe3CⅡ＝(4.3－3.5)∕(4.3－2.11)×100%＝36.53%WP＝(6.69－2.11)∕(6.69－0.77)×WP+Fe3CⅡ＝28.26%WFe3CⅡ＝(2.11－0.77)∕(6.69－0.77)×WP+Fe3CⅡ＝22.64%WFe3C＝3.5∕6.69×100%＝52.32%WF＝(6.69－3.5)∕6.69×100%＝47.68%含碳量3%的铁碳合金中的共晶渗碳体、二次渗碳体、共析渗碳体的相对量计算用杠杆定律计算：一、共晶渗碳体量：1、莱氏体中共晶渗碳体量=（4.30-2.11）/(6.69-2.11)=2.19/4.58=0.478=47.8%2、3%的铁碳合金中的莱氏体量=(3.0-2.11)/(4.30-2.11)=0.89/2.19=0.4064=40.64%3、3%的铁碳合金中的共晶渗碳体量=0.478x0.4064=0.194=19.4%二、二次渗碳体量：1、3%的铁碳合金中的奥氏体量=（4.30-3.0）/(4.30-2.11)=1.3/2.19=0.5936=59.36%2、含碳为2.11%的奥氏体的二次渗碳体含量=(2.11-0.77)/(6.69-0.77)=1.34/5.92=0.226=22.6%3、3%的铁碳合金中的二次渗碳体量=0.5936x0.226=0.134=13.4%三、共析渗碳体的量：1、3%的铁碳合金中的奥氏体量=（4.30-3.0）/(4.30-2.11)=1.3/2.19=0.5936=59.36%2、含碳为0.77%的奥氏体的共析渗碳体含量=(0.77-0.0218）/(6.69-0.0218)=0.7482/6.6682=0.1122=11.22%3、3%的铁碳合金中的共析渗碳体量=0.5936x0.1122=0.067=6.7%最后可知含碳量3%