三元相图总结

1、第四章 三元相图必要性：工业材料为多元合金 本章主要内容： 1. 三元相图的表达方式，使用方法2几种基本的三元相图立体模型 3各种等温截面，变温截面及各相区在浓 度三角形上的投影图4典型合金的凝固过程及组织，各种相变过程及相平衡关系。 一、三元相图的成分表示法1浓度等边三角形： 三个顶点为纯组元， 三条边为二元合金，三角形内任一点为三元合金 2三元合金成分确定 n 浓度等边三角形 3浓度三角形中特殊线： 平行浓度三角形任一边的直线从浓度三角形的一个顶点到对边的任意直线等腰三角形及直角坐标表示浓度二、杠杆定律及重心法则单相平衡勿须计算，四相平衡无从计算 1两相平衡：杠杆定律 F4-5 三元相图中

2、杠杆定律与重心法则 共线法则：三元合金中两相平衡时合金成分点与两平衡相成分点在浓度三角形的同一直线上 杠杆定律表达式 %=EO/DE100%，=OD/DE100% 注意：当一个合金O在液相的凝固过程中，析出相成分不变时，液相成分一定沿相成分点与O点连线延长线变化。 2三相平衡重心法则（重量三角形重心） x，y，z分别为，成分点则 n%=oa/ax100%，=ob/by100%，%=oc/cz100%三、匀晶三元相图 1 立体模型 液相区，固相区，液、固两相区2 合金凝固过程及组织 a.平衡凝固 b.蝶形法则：F4-7 匀晶合金凝固中相成分变化 凝固中固、液相成分沿固相面、液相面呈曲线变化，每一

3、个温度下的固、液相成分连线在浓度三角形中投影呈蝴蝶3等温截面 匀晶三元系的等温截面 两相区中的共轭线 等温截面中两相区平衡两相的成分连线 ， 共轭线的确定：实验确定，测定两平衡相中任一相的一个组元含量 等温截面作用： 1. 该温度下三元系中各合金的相态2杠杆定律计算平衡相的相对量 3反映液相面、固相面走向和坡度，确定熔点、凝固点 变温截面 变温截面：某合金不同温度下状态分析合金的相变过程 四、简单三元共晶相图1立体模型： 简单三元共晶相图模型 3个初晶液相面 3条单变量线或二元共晶线一个三元共晶点,三相区开始面，结束面 各相区在浓度三角形上的投影图 投影图 如图x合金 n LA，LA+B，LA

4、+B+C表4-1 简单三元共晶中合金凝固后组织 4 等温截面 F4-15 简单三元共晶的等温截面二相区：共轭线 三相区：三角形，三个顶点代表成分点5 变温截面： 平行于浓度三角形一边的变温截面cd F4-16：变温截面 分析合金x的结晶过程：LB，LA+B，LA+B+C 练习：分析合金O的结晶过程 4-17：通过顶点的变温截面 注意：不能用杠杆定律，F4-17中A1g1 非四相平衡 ， 五、固态有限溶解的三元共晶相图1 立体模型 F4-18 固态有限溶解三元共晶模型 三个液相面 三个固溶体相面 一个三元共晶固相面 三个二元共晶完毕固相面 三组二元共晶开始面三组六个固溶度面F4-20：固溶度面

5、三条同析线及构成的一个同析台F4-22 各相区的投影图2合金的凝固过程和组织 合金I、II、III（合金x）， VI、V、IV 合金VI L，L+， n ，F4-23：凝固过 程投影图 合金VI：L，L+， L+ 同析反应 n 表4-2：各相区合金凝固过程及组织 3 等温截面 F4-24：不同温度下等温截面变温截面 F4-25：xy变温截面 x1：L+，L+ x2：L，L+ x3：L，L+，L+x4：L，L+， n x5：L，L+， F4-26：OP变温截面 ， 六、有包共晶反应的三元相图 1立体模型包共晶反应 L+AM+C F4-27：空间模型4个液相面 5条单变量线 三相平衡反应开始面与结

6、束面（二元 n共晶结束与四相面重合）二元包晶反应开始面与F4-29：结束 2个水平面，2个四相平衡点 2合金的凝固过程和组织 F4-28中各点合金的组织如表 4-3（表需修正有错误） 如合金I：LA 剩余液相交np于n1：L+AM 至n2点，A消失，LM 液相沿e1E：LM+B 液相成分在E点：LM+B+C3等温截面4。变温截面 F4.31x合金结晶：LA，L+AM，LM，LM+C， LM+B+C y合金结晶：LA，L+AM，L+AM+C，LM+C，LM+B+C 5固相有固溶度时的包共晶投影图：F4-32 包共晶：L+PMd1+c1 包晶反应 LEMd2+b+c2 d1d2，c2c1为M+二元

7、共晶结 束面投影 x合金凝固过程：L，液相与np接触，L+M，至P点LP+aMd1+c1，消失，多余液相发生LM+结束 七、有三元包晶反应的三元相图1 空间模型 （与有固溶度三元共晶比较） 三个液相面 三个单相固相面 一个三元包晶反应水平面,一组二元共晶开始、结束面 两组二元包晶反应开始、结束面,六个单相固度面 2 浓度三角形上的投影图 ， 2.形成一个稳定三元化合物的三元相图及简化 3.形成几个稳定化合物的三元相图及简化 两种划分法：CX及BY , 正确的划分：检查W的成分 ，八、形成稳定化合物的三元相图1 形成一个稳定二元化合物的三元相图特殊截面2.形成一个稳定三元化合物的三元相图及简化

8、3.形成几个稳定化合物的三元相图及简化 两种划分法：CX及BY 正确的划分：检查W的成分九、三元相图分析法总结1两相平衡 凝固中成分变化蝶形 规则等温截面上，共轭线，可用杠杆定律 变温截面上，判定转变温度范围，不能用杠杆定律。 2三相平衡 等温截面中：直边三角形，三顶点为相成分点，可用重 心法则 F4-30（d）变温截面：曲边三角形或多边形 F4-25 三相反应的判定： 1. 变温截面上 F4-43 2. 投影图上 ，F4-28液相单变量线穿 过两旁固相成分点连线的为二元共晶型， 而单变线穿过两旁 固相成分点连线延长线为二元包晶反应，且靠近单变线的为生成相3四相平衡 反应类型判断：液相面投影图

9、指向结点单变量线数为产物数变温截面上，根据水平线上、下方三相区判断（见实例）4三元相图截面图上相区接触法则 相数差为1的两相邻相区线段为界差大小1或等于零的为点接触 等温截面上单相区边界线走向 F4-45 十、三元相图实例1 Pb-Sn-Bi系 F4-46 单变量线的反应及四相平衡点的反应 2 Al-Cu-Mg系 F4-48 （a）固相面投影图 （b）不同温度下固溶度变化Al-Cu-Mg系热处理依据 3.W-C-Co系 液相面投影图中四相反应部分变温截面，分析 W-Co硬质合金 生产工艺4 MgO-Al2O3-SiO2系 四相平衡反应 5 Fe-Cr-C系 三相区1-6 及四相平衡转变 1：L+ 2：L+C1 3:+C2 4:+C1