第8章 三元相图.ppt

1、第五章三元相图，5.1三元相图基础1三元相图的基本特征，1)一个完整的三元相图是一个三维模型；2)三元体系会发生四相平衡转变，四相平衡区为恒温水平面；3)除了单相区和两相平衡区外，三元相图中的三相平衡区也占据一定的空间，三相区有一定的自由度。三相平衡转变是一个温度变化过程，f=C P 1，f=3 4 1=0，f=3 3 1=1，2三元相图组分表示方法一般采用组分三角形或浓度三角形来表示三元体系的组分。常用的组件三角形是等边三角形。此外，还使用等腰三角形和直角三角形。1)等边分量三角形，三个顶点分别代表三个分量，三角形的三条边分别代表三个二进制系统的合成轴，三角形中的任意一点代表三进制系统的合成

2、。一、三元系成分测定方法，如找出某一成分在某一合金中的成分：从某一点开始，画平行线到某一顶角的对应边，与某一成分的成分线相交，线段Cb为某一成分的成分；2)等边合成三角形中的特殊直线，平行于三角形一边的直线：其成分位于该直线上的材料，它们包含WC%=Bb，任何穿过三角形顶点的直线：其成分位于该直线上的材料具有由另外两个顶点表示的两个成分的含量的一定比例、3)成分的其他表示方法， 等腰合成三角形：(等腰合成三角形)当三元体系中一种组分(C)的含量很小时，而另外两种组分(A，B)的含量很小时，直角三角形：(直角三角形)当三元体系主要由一种组分(A)组成而另外两种组分(B，C)的含量很少时，合金组成

3、点将接近三角形的某个顶点，这部分的相图可以用直角三角形更好地表示。3。用等边组成三角形的三元相图来表示三元体系的组成，在浓度三角形的每个顶点制作垂直于浓度平面的温度轴，形成三棱柱的三元相图。三元相图复杂，难以描述相变过程和确定相变温度。因此，三值相图的实用方法是将其展平。三棱镜的三面有三组二元相图，三棱镜中有一系列空间曲面将几个相区分开。4.三元相图的截面图和投影图。三元相图的展平方法是通过减少变量(如固定温度或成分)将三维相图分解成二维平面图。1)具有固定温度的水平截面称为水平截面，也称为水平截面。它平行于浓度三角形。2)垂直截面(vertical section)具有固定成分变量和保留温度

4、变量的截面，它垂直于浓度三角形，因此称为垂直截面，也称为可变温度截面；通过浓度三角形的一个顶点，其他两个成分的含量比率不变。垂直截面有两种形式：一种成分的组成是固定的，另两种成分的组成可以相对变化。三元相图的垂直截面类似于二元相图，可以用来理解材料的结晶过程，但两相的相对量不能用杠杆定律来计算。3)三元相图的投影，通过将三元三维相图中所有相区的交线垂直投影成浓度三角形，可以得到三元相图的投影图，用于分析合金在加热和冷却过程中的转变。如果将一系列水平截面中的相界在不同温度下投影到浓度上，类似于图上的等高线，三元体系中有五种平衡转变，同时，两种沉淀相在平衡中沉淀：，四相平衡共晶转变：镧硼碳，四相平

5、衡包晶转变：镧硼碳，包晶转变：镧硼碳，四相平衡部分共晶转变：L0L2硼， 四相平衡共析转变：0 a bc，四相平衡夹杂转变：0 a b c，夹杂共析转变：0a b c，6自由焓-组成面和自由能-组成关系。 在给定温度下，三元合金中溶液的自由焓和组成之间的关系是一个凹面。二元合金在给定温度下的自由焓与溶液组成之间的关系呈凹形曲线。1)在单相和三元体系中，当两相处于平衡状态时，两个平衡相的组成由公共切面的切点决定，两个自由焓与组成面之间有许多公共切面。二元体系中两相平衡时，两个平衡相的组成由公共切面的切点决定。两条自由焓曲线和合成曲线之间只有一条公共切线，公共切线沿两条曲面滚动，得到一系列对应的切

6、点L1S1、L2S2，投影到合成三角形上，形成一系列对应的合成点L1S1、L2S2，对应的合成点的连线称为连线或共轭线。L1、L2和S2 S1被称为共轭曲线，2)两相平衡，当三元体系中的三相处于平衡状态时，三个自由焓分量表面只有一个公共切面，三个公共切点被投影到合成三角形上，即在该温度下三个平衡相的合成点。三相平衡)，三元相图等温截面上的7区必须是由直线组成的三角形。3)三相平衡，7)三元相图中的杠杆定律和重心定律，1)直线定律，当三元体系在平衡状态下共存时，合金的组成点和平衡相在一定温度下。如图所示，合金成分o，两相，成分m，n，同一直线上的三个点，*直线定律和杠杆定律的推论：当给定材料在一

7、定温度下处于两相平衡时，如果给定一相的成分，另一相的成分点必须在两个已知成分点连线的延长线上；如果已知两个平衡相的组成，材料的组成点必须位于这两个组成点的连线上，w=钼/锰100%，w=开/锰100%，2)杠杆法则使用杠杆法则计算等温截面上两个平衡相的质量百分比，3重心法则：对于一定的温度，如图所示，合金组成为O，三相，组分为P， 因此，各相的质量分数为：钨=钼/锰100%，钨=铁/硫100%，钨=钼/硫100%。 当三元体系的三相平衡共存时，在一定温度下，合金成分点应位于三个平衡相中。，5.2三元同构图)，1空间模型的1相图，无限固溶体的液体和固体，铁-铬-钒，铜-银-铅，点：熔点的三个纯成

8、分，表面：液相，固相，三面，区：液相区，固相区，液-固两相区，2变温3等温截面图，通过一个给定的合金成分点，只能有一个共轭连接线；在三元均相图的等温截面上，l1l2是等温截面与液相平面的交点，s1s2是等温截面与固相平面的交点，称为共轭曲线。在等温截面上，平衡对应分量点的连线称为共轭线。共轭连接不能位于从三角形顶点开始的直线上。4、均相图的平衡结晶过程分析、冷却曲线示例、不同温度下的共轭连接、液相线成分变化曲线ol1l2l和固相线成分变化曲线ss1s2o在三元固溶体合金结晶过程中类似于蝴蝶，称为蝴蝶痕迹。等温投影(液相线面多热投影，固相线面多热投影)，沉淀二次相的两相精度，5.3固不溶三元共晶

9、相图，1相图空间模型，三组分熔点，三液相：组分A、B、C的初始晶面，三条三元共晶转变线e1E、e2E、E3e:LAB；洛杉矶；磅摄氏度；三元共晶点e:la b c；一个四相平衡共晶平面mnp，三个两相平衡区La；乙。信用证；四个三相平衡区：洛杉矶国际机场；信用证；学士学位；三个典型的变化：洛杉矶；洛杉矶；洛杉矶市；2垂直截面、rs截面、合金的晶体转变O:At截面、rs截面、At截面、3水平截面)、4、4投影，可分析合金的凝固过程；相变的临界温度可以确定。可以确定各相的组成和相对含量，5.4固体互溶性有限的三元共晶相图，一个四相平衡共晶平面MNP，六个两相平衡区：1；l .l .四个三相平衡区：l；l .l .4个单相区域：1、1个投影、指示温度降低方向