材料科学基础课件第五章三元相图.ppt

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1、第五章三元相图三维空间立体图多元可作伪三元处理2021/7/30章目录：5.1三元合金相图的表示方法5.2平衡相的定量法则5.3三元匀晶相图5.4三元共晶相图5.5其它三元相图5.6举例2021/7/305.1三元合金相图的表示方法一、浓度三角形三元合金组元A、B、C，应满足约束条件：独立变量为二，需用平面表示。常用直边三角形和等边三角形表示，统称为浓度三角形。AB↑→COxBxC%100=++CBAxxx2021/7/30等边三角形表示法：浓度三角形顶点代表纯组元三角形的边代表二元合金AB=BC=CA=100%三角形内任意一点都代表一个三元合金。如图O点AC%A%B%CBxcxa

2、xbOxxx边长==++%100cbaxb2021/7/30二、△中具有特殊意义的线平边线等浓度关系：P、Q合金，B组元相等顶角线等比浓度关系：任意两点M、N合金，A、C组元浓度之比相等。常数ABC%A%B%CEPQMNBxMCxNCxNAxMAx2021/7/305.2平衡相的定量法则一、直线定律已知成分的两合金P、Q，熔配成新合金R，R必在PQ连线上，且在重量重心上。成分为O的合金,分解为αβ两相，则αβ连线必过O点。ABCPRQβαO2021/7/30二、重心定律已知成分的三个合金P、Q、N，熔配成一个新的合金R，R成分点必在△PQN内，且在△重量重心上。ABCpqnRPQN

3、证：将PQ合金按直线定律熔配成n，再由n和N按直线定律熔配成R。RNRQRPwwwNQP·=·=·2021/7/30由合金O，分解成αβγ三个相，则O位于△αβγ的重量重心处。ABCOγαβα’β’γ’各相相对量：2021/7/305.3三元匀晶相图一、立体图熔点：TA、TB、TC二元匀晶相图：A-B、A-C、B-C固液相面：（共轭）单相区：L、α双相区：L+αCABαTCTATBL+αTB>TA>TCL2021/7/30二、等温截面图ACBACBACBACBLαLαLOL+ααT1>TBTC>T4TA>T3>TCTB>T2>TAxαxL两相区由一对共轭线包围，两平衡相浓度在共轭线

4、上，用连接线连接（实测）L+α2021/7/30三、垂直截面图aATALαL+αf=0f=1两相区由一对共轭线包围平衡相浓度不在共轭线上CABαTCTATBL+αLTB>TA>TCa2021/7/30四、凝固过程CABOLα结晶过程中，两平衡相浓度按蝴蝶形规律变化。TB>TA>TCT4T1T2T3T52021/7/30αNKKL+αCABLαL+αbKKOLMNMT℃等温面T垂直截面两相区不能代表两相浓度，且不能用杠杆定律确定两相相对量。O等温截面图中，两相区平衡相成分及相对量的确定，只能由实测才知道。连接线的方向，可根据纯组元熔点高低大致判定。∵TA>TC，低温相α偏向于A。20

5、21/7/305.4三元共晶相图（3/1转变）一、立体图TCABCTATBTA>TB>TC>e1>e2>e3>TEe1e3Ee2αβγ相图发展而来。由三个二元共晶2021/7/30相区：单相区：L、α、β、γf=3任意形状空间区域。与三个两相区衔接。αAα+βα+γL+α2021/7/30双相区：L+α、L+β、L+γ、α+β、α+γ、β+γ；一对成分共轭面包围的空间区域，两平衡相的浓度在共轭面上按蝴蝶规律变化。f=2e1e2EAe1α+βL+α2021/7/30三相区：L+α+β、L+α+γ、L+β+γ、α+β+γL→α+β、L→α+γ、L→β+γ在TE等温四相面以上有三个三相区

6、，以下有一个，称为3/1转变。三相区由三相平衡三角形滑动而成。三相区棱边为三个相的浓度变温线。eLαβαβγEαβγL→α+βf=12021/7/30γ四相面：L+α+β+γ；反应式：LE→(α+β+γ)共f=0水平面★相区接触法则：以面相邻相数差一以线相邻相数差二或零以点相邻相数差三βαLE2021/7/30二、投影图ABCEαβγe1e2e32021/7/30L+α+γL+α+βαα+β+γ三、平衡结晶过程Ⅰ合金：ABCEβγe1e2e3ⅠⅡⅢ室温组织：α固溶体Ⅱ合金：ⅡⅡⅡ室温组织：α+βⅡ+γⅡ2021/7/30L+α+βα+β+γABCEβγe1e2e3ⅠⅡⅢⅢ合金：ⅡⅡ

7、Ⅱ室温组织：α+(α+β)+βⅡ+γⅡ(α+β)βⅡ+γⅡα单(L)→双(L+α)→双(α+β)→三(α+β+γ)→三(L+α+β)2021/7/30特殊成分的合金：O合金（线接触）E合金（点接触）单(L)→三(L+α+β)→→双(α+β)→三(α+β+γ)单(L)→四(L+α+β+γ)→三(α+β+γ)M合金（线接触）单(L)→双(L+α)→双(α+γ)→三(α+β+γ)ABCEβγe1e2e3OMα2021/7/30四、等温截面TA>TB>TC>e1>e2>e3>