材料科学基础 第6章 三元相图ppt课件.ppt

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1、三元相图第五章－II1.基本概念：成分表示法、公切面法则、杠杆定理和重心法则2.二相平衡（匀晶）三元系3.三相平衡三元系三相平衡区4.四相平衡三元系共晶包共晶包晶5.形成化合物的三元系6.实用三元相图四相平衡小结：三相区、四相区的特征三个组元组成的合金系独立变量：三元相图的几何形状：5.10三元相图的基本概念5.10三元相图的基本概念三元系:温度T组元浓度XA、XB（XC=1-XA-XB）完整的三元相图：空间三维模型实用三元相图：平面图（截面图和投影图）5.10.三元相图的基本概念5.10.1.成分表示方法1.等边三角形3)网格三角形用

2、途：相当与坐标纸已知三件形中某一点的位置，可用网格三角形测出该点对应的材料的成分5.10.三元相图的基本概念XAXBXBXCXC1)成分三角形2)三角形中的点如何表示成分XA=Ca，XB=Ab，XC=Bc,可证：XA+XB+XC=100%4)成分三角形中的特殊的点和线顶点：纯组元三条边上的点：二元系中的材料平行于三角形某边的直线：此材料中和边相对的组元含量相等过三角形顶点的直线：对应的材料中两组元浓度比相等5.10.1成分表示方法5.10三元相图的基本概念OPMN2.直角三角形表示法P点的成分：XB＝Ab,XC=Ac,XA=1-XB-X

3、C3、其它表示法5.10三元相图的基本概念5.10.1成分表示方法（1）等腰成分三角形（2）局部图形5.10.2.自由能－成分曲面和公切面法则因此自由能与成分的关系要用空间曲面表示1.三元相图中的相律f=C-P+1∵C=3∴f=0时，P=4最多只能是四相平衡；P=1时，f=3有三个自由度5.10三元相图的基本概念2.公切面法则两相平衡公切面可在自由能－成分曲面上滚动，得到一对共轭曲线，这对曲线上的点是一一对应的，对应点之间的连线称之为连接线5.10.2自由能－成分曲面和公切面法则5.10三元相图的基本概念三相平衡公切面是唯一的四相平

4、衡有公切面，四点共面5.10.2.自由能－成分曲面和公切面法则5.10.三元相图的基本概念5.10.3杠杆定理和重心法则1.杠杆定理1）共线法则当三元系处于两相平衡时，此两相的成分点和材料的成分点位于成分三角形的同一直线上。此线即为连接线。5.10.三元相图的基本概念成分三角形中有一点O，该点代表的材料由两相组成，其中：a点表示a相的成分，b点表示b相的成分则：两相的百分数分别为：2）杠杆定理5.10.3杠杆定理和重心法则5.10三元相图的基本概念2、重心法则重心法则也可用行列式表示5.10.3杠杆定理和重心法则5.10三元相图的基本概

5、念三相平衡时各相的相对分数三元系中O点代表的材料由三相组成，三相的成分点分别为：p(a)、Q(b)、S(g)则：O点位于三角形PQS的质量重心上，各相的分数为：5.11三元匀晶相图在液态和固态三组元完全固溶如：Ag－Au－PtCu－Ni－Pt等三元系5.11.1立体模型共轭曲面之间L+a两相区三个侧面：三个匀晶相图三侧面之间：一对共轭曲面上凸曲面——液相面下凹曲面——固相面5.11.三元匀晶相图2、截面通过三角形某一顶点一段封口5.11.2垂直截面二元相图的垂直曲面有两种形式：1、固定某一组元含量：类似于二元匀晶相图，但两端不封口，且两

6、端不代表组元5.11三元匀晶相图垂直截面的用途：确定在截面范围内的材料组织和相变温度注意：（1）不能用杠杆定理（2）使用前必须弄清垂直截面测定的条件5.11三元匀晶相图5.11.2垂直截面对匀晶相图，只有在液相面与固相面之间的水平截面才有意义。5.11三元匀晶相图5.11.3水平截面平行于底面三角形底的平面截立体模型-－水平截面。5.11.4相平衡与连接线1、连接线：共轭曲线对应点的连线自由焓—成分曲面公切面切点连线2、用途：计算两相平衡时各相的相对百分数。3、连接线的确定：实验测定。5.11三元匀晶相图垂直截面的缺陷：限于某一组元固定

7、的材料水平截面的缺陷：限于某一固定温度投影图：反应不同温度的状态，将不同水平截面上的液相线和固相线分别投影到两个成分三角形内，得到等温线投影图。用途：研究凝固过程5.11.三元匀晶相图5.11.5等温线投影图5.11.6.组元在固态时有限固溶的匀晶相图有些组元之间在固态下有限固溶，此时相图中会出现两相区，它由溶解度曲面包围而形成。1、一对组元有限固溶一对共轭曲面5.11三元匀晶相图2、两对组元有限固溶两对共轭面共轭面之间可以是互相独立，也可能相交5.11.三元匀晶相图5.11.6组元在固态时有限固溶的匀晶相图3.三对组元有限固溶三对共轭

8、面共轭面之间可以是互相独立，也可能相交5.11三元匀晶相图5.11.6组元在固态时有限固溶的匀晶相图5.12三相平衡三元系5.12.1三相平衡区空间模型:三棱边是曲线的三棱柱三条棱边称之为单变量线用水平面去