材料科学基础(第5章)ppt课件.ppt

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1、材料科学基础welcome合肥工业大学刘宁第五章三元合金相图工业上使用的金属材料，如各种合金钢和有色金属材料，大多由两种以上的组元构成。这些材料的组织性能和相应的加工、处理工艺等通常都不同于二元合金。因此，，必须使用三元甚至多元合金相图。由于多元合金相图的复杂性，因此，用的较多的是三元合金相图。三元相图与二元相图比较，组元数增加了一个，即成分变量为两个，故表示成分的坐标轴是两个，需要一个平面来表示，这样温度坐标轴就必须垂直成分平面的位置，构成了一个三维空间的立体图形。第一节三元合金相图的表示方法一、等边成分三角形在三元相图中，表示成分变量的坐标轴原则上可以交成任意

2、角度，但一般采用60°角较为方便，有些情况下采用直角或等腰三角形。三角形内任意一点O代表了某一成分的三元合金，它的成分可以由下述方法求得：假设等边三角形各边长为100%，由O点出发，分别作各边的平行线，根据三角形的性质有:XA+XB+XC=100%二、成分三角形中具有特定意义的直线第二节三元系平衡相的定量法则一、直线法则和杠杆定律在一个确定的温度下，当某三元合金处于两相平衡时，合金的成分点与两平衡相的成分点必定位于成分三角形中的同一条直线上，该规律称为直线法则。两相的相对量可由杠杆定律计算求得。在三元合金中，直线法则和杠杆定律应用：（1）给定成分O合金在某温度两相

3、平衡时，若其中一相成分给定，根据直线法则，另一相的成分点必须位于两已知成分点的延长线上。（2）若两平衡相成分已知，合金的成分点必须位于两个已知成分点的连线上。详细请见黑板！二、重心法则第三节三元匀晶相图一、相图分析三个组元在液态和固态均无限溶解的相图称为三元匀晶相图。二、三元固溶体的结晶过程分析三、等温截面图四、变温截面图利用垂直截面图只能了解合金的结晶过程，不能得出两相平衡的浓度和相对量，不能应用直线法则和杠杆定律。五、投影图第四节三元共晶相图一、组元在固态完全不溶的共晶相图三组元在液态能无限互溶，固态完全不溶解。由相律可知，由于第3组元的加入，f=C–P+1=

4、3–3+1=1上述的二元共晶转变LE1→A+B；LE2→B+C；LE3→C+A就不再是在恒定成分和恒温下进行，而是在一定温度范围内随着温度下降而连续地进行，其成分也对应于温度的变化而作相应的变化。1、相图分析2、等温截面图（TA>TB>TC）请见黑板！3、变温截面图请见挂图！4、投影图请见挂图！二、组元在固态有限溶解的共晶转变相图1、相图分析2、等温截面图3、变温（垂直）截面图4、投影图第五节三元相图总结一、三元系的两相平衡两相区的自由度是2，在等温截面上，平衡相的成分由两相区的连接线确定，可以由杠杆定律计算相的相对含量。在变温截面上，只能判断两相转变温度范围，不

5、反映平衡相的成分，故不能用杠杆定律计算相的相对含量。二、三元系的三相平衡三相平衡区是一个三棱柱体，自由度数为1，三条棱边为三个相成分的单变量线。等温截面是一个直边三角形，三个顶点是成分点，可以用重心法则计算各相的相对量。变温截面上，三角形的顶点并不代表三个相的成分，故不能用重心法则计算三个相的相对量。三、三元系的四相平衡对于L→α+β+γ三元共晶反应，在四相平衡面上邻接三个三相区L+α+β，L+β+γ，L+α+γ三棱柱体，下面接一个三相区α+β+γ。四、相区接触法则（1）空间模型两个相区的相数差为1时，其交界是一个面；当相数差为2或者相数相等时，两个相区交于一条线

6、；当相数差为3时，两个相区只能交于一个点。（2）截面图相数差为1的两相邻相区以线段交界；相数差大于1的或相数相等的两个相邻相区，只能交于一点。（3）延长线的走向请见黑板第六节三元合金相图应用举例一、Fe-C-Si三元系变温截面二、Fe-C-Cr三元系等温截面三、Al-Cu-Mg三元系液相面投影图第七节其它三元合金相图谢谢大家！Thankyouforyourattention!