东南大学材料科学基础-第5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：空间三维模型实用三元相图：平面图（截面面图和投影图）5.10三元相图的基本概念5.10三元相图的基本概念5.10.三元相图的基本概念5.10.1.成分表示方法

2、1.等边三角形1)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%3)网格三角形用途：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2.直角三角形表示法P点的成分：XB＝Ab,

3、XC=Ac,XA=1-XB-XC3、其它表示法（1）等腰成分三角形（2）局部图形5.10三元相图的基本概念5.10.1成分表示方法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

4、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、

5、重心法则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的重心上，各相的分数为：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念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

6、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

7、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

8、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切空间模型—三角形所以水平截面