材料科学基础学习资料：第5章-ii三元相图

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1、实用三元相图：平面图（截面面图和投影图）c2.直角三角形表示法（图4）P点的成分：XB=Ab,XC=Ac,XA=1-XB-XC3.3.其它表示法女山等腰成分三角形局部图形5.10.2自由能一成分曲面和公切面法则1.三元相图中的相律f=C-P+1IC=3・•・f=0时，P=4最多只能是四相平衡；P=1时，f=3,因此自由能与成分的关系要用空间曲面表示。（图5）2.公切面法则•两相平衡有三个自由度第5章・n三元相图5.10基本概念三元系：三个组元组成的合金系独立变量：温度T组元浓度Xa、XB（XC=1-XA-XB）三元相图的几何形状：完整的三元相图：空间三维模型，5.10.1三元

2、相图的成分表示方法1.等边三角形表示法（图1）•成分三角形•三角形中的点如何表示成分X/=Ca»Xg=Ab>Xq=Bc,可证：XA+XB+XC=100%•网格三角形（图2）用途：相当于坐标纸。己知三角形中某一点的位置，可用网格三角形测出该点对应的材料的成分•成分三角形屮的特殊的点和线（图3）>顶点：纯组元>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：对应的材料屮两组元浓度比相等公切面可在自由能一成分曲面上滚动，得到一对共辘曲线,这对曲线上的点是一一对应的，对应点Z间的连线称之为连接线。（图6）•三相平衡公切面是唯一的（图7）•四相平衡有公切面

3、，四点共面5.10.3杠杆定理和重心法则1.杠杆定理图7(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。(图6)(2)杠杆定理(图8)成分三角形中O点代表的材料由两相组成，其中：a点表示ot相的成分，b点表示卩相的成分则：两相的百分数分别为：(VobQgoaa%=—0%=—abab1.重心法则(图9)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(oc)、Q(®、S(y),贝!］：光疇xlOO%—xlOO%QRWr=重心法则也可用行列式表示。5-11三兀匀晶相图在液态和固态三组元完

4、全固溶如：Ag—Au—PtCu—Ni—Pt等三元系5.11.1立体模型(图10)三个侧面：三个匀品相图三侧面之间：一对共辄曲面上凸曲面——液相面，下凹曲面固相面共辘曲面之间L+cc两相区—xlOO%ST图5-14敢心法则(«)mas柿⑹―IGc图11

5、）在某一温度下用平行于底面三角形底的平面截立体模型，得到水平截面。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。图12图13图14图16图185.11.4相平衡与连接线1.连接线：共辘曲线对应点的连线，自rh焰一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。5.11.5等温线投影图（图14）垂直截面的缺陷：限于某一组元固定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，得到等温线投彫图。用途：研究凝固过程5.11.6组元在固态时有限固溶的匀晶相

6、图有些组元Z间在固态下有限固溶，此时相图屮会岀现两相区，它由溶解度曲面包围而形成。1.一对组元有限固溶一对共辄曲面（图15、16）2.两对组元有限固溶两对共饥面（图17）3.三对组元有限固溶三对共轨面（图18）共辘面之间可以是互相独立，也可能相交图20图21图195.12三相平衡三元系5-12.1三相平衡区空间模型：（图19）三棱边是曲线的三棱柱，三条棱边称之为单变量线。用水平面去切空间模型一三角形所以水平截面上的三相区是三角形（边是直线）5.12.2典型的三相平衡三元系1.两个共晶、一个匀晶二元系组成的三元系（1）空间模型（图20,21）•曲面》液相面空间模型中最上面的两个

7、曲面（TATceie）,（TseeJ》固相面图中画阴影线的面（TaTw⑻，（TBbbJ》溶解度曲面（aa^iC）,（bbidch）》三相区界而（aa-

8、e-

9、e）,（bb-je-ie）,（aa-

10、b-

11、b）•相区>单相区三个：L相区，a相区，卩相区>两相区三个：L+a,L+卩，a+B>三相区：L+a+B三相区（图22）的上下端封闭为直线：（aeb）,@1“力）（C）投影图图22三相区的反应开始面：（aeeieq）,（eeib]b）三相区的反应终止面：（aaibib）（2）投影图（图22）•将空间模型中的