三元系相图ppt课件.ppt

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1、第三章三元系相图第一节三元系概述第二节具有两相平衡的三元系相图第三节三相和四相平衡第四节三元共晶系相图第五节三元包晶系相图第六节三元过度型相图第七节含三相平衡的三元相图第八节具有中间相的三元相图第九节形成三元相图的一般规则第一节三元系概述3.1.1三元系成分表示法3.1.2截线和杠杆定理3.1.3三元系的表示法3.1.4三元系的吉布斯相律和平衡类型3.1.1三元系成分表示法在二元合金中，只有一个独立的成分变量，因此采用某线段上一点即可表示其成分，而在三元合金中有两个独立的成分变量，因此需采用某一面积上之点来表征其成分，一般用三角形，如等边，等腰或直角三角形来加以表示

2、在有关相图的文献中，下标表示组元，上标表示相。在温度一成分相图中，空间中某一点即表示了相点，它在吉布斯三角形上之投影即可表示了它的成分。图3.2三元系T-X相图3.1.2截线和杠杆定理处于平衡的两相点之间的连线称之为截线，在二元系中，T-X图上之截线必定是水平的，而在三元系中，截线必处于等温平面即吉布斯三角形内。处于平衡的两相的数量也应该符合于杠杆定律。若有一成分为X之合金，它由处于平衡的两相L和α组成（如图3.3）图3.3三元系之杠杆定律（1）则L与α相之间mL，mα存在着以下关系若成分为X之合金，它由处于平衡的三相α，β，γ组成，如图3.4，则三相之量mα，mβ

3、，mr存在着以下的关系图3.4三元系之杠杆定律（2）3.1.3三元系的表示法采用二维图形表示三元系可以有如下的一些方法：（1）二元系，即三棱之边面，（2）液相面在浓度三角形上的投影，（3）等温截面（4）垂直截面，可选取等成分截面，例如图3.5上的图3.5三元系垂直截面的位置（5）零变平衡在浓度三角形上的投影（6）零变平衡的图表法或和scheil反应图（7）其它表示方法3.1.4三元系的吉布斯相律和平衡类型在等压条件下，吉布斯相律可以表示为P+F=C+1因此，在三元系（C=3）中，各相区平衡状况可见下表表3.1三元系中的平衡分类相数P自由度F平衡类型13三变平衡22二

4、变平衡31一变平衡40零变平衡在单相区中存在着三变平衡（Tervarianteguilibrium）,温度及两相元的浓度可以独立的任意选择而不改变该系统的状态。在双相区中存在着二变平衡（bivarianteguilibrium）,这可区分为两种情况（1）某一相的温度和一组元的浓度可独立任意变化，则处于平衡的第二相浓度随之而确定。（2）某一相的两组元的浓度可以独立变化，则第二相的温度和成分随之而确定。在三相区中存在着一变平衡，仅有一个变量，如温度任意选定后，三个相的成分随之而确定，也即相应于一个确定的截线三角形，在T-X空间图中，三相区是一个由截线三角形形成的三棱形。

5、四相平衡是零变平衡（Invarianteguilibrium）该平衡仅存在于某一确定的温度，四个相的成分是固定的。第二节具有两相平衡的三元系相图3.2.1三元均晶系相图3.2.2具有极小值的三元均晶系相图3.2.3具有极大值的三元均晶系相图3.2.4三元均晶系合金的凝固过程3.2.1三元均晶系相图该系的特点是在液相及固相中三组元均匀溶，形成由三元固液体组成的两相区。（1）边缘二元系设该系有A,B,C三组元所组成，其三个边缘二元系均为晶系相图，如图3.6，该图是将三个二元系连接起来，在一个成分轴上展开。图3.6三元均晶系的边缘二元系（2）液相面投影下图绘出了液相面在浓

6、度三角形上投影。并标出等温线，由此图可见三组元的熔点依次为TC>TB>TA。同样也可以绘出固相面的投影图及等温线图3.7三元均晶系的液相面投影（3）等温截面在图3.8中标出了三个不同温度下的等温截面，在两相区同时标出了截线的方向图3.8三元均晶系的等温截面根据吉布斯相律，在压力P及温度T恒定条件下，其三元系的自由度F=C-P，两相区的自由度为1，也即当某一相的成分选定后，另一相的成分也随之而定，截线的一端点确定后，另一端点应随之而确定，不能再任意选择。（4）垂直截面垂直截面又称T-X截面，参见图3.10底面bc及aB两线，以此作出两垂直截面图3.9三元均晶系的垂直截

7、面（5）零变平衡及其表示如上讨论，本系中不存在零变平衡（7）T-X空间图在T-X空间，三元均晶系呈现为一立体空间图，在不少相图文献中，均绘出这种立体图形，它比较直观，但实际合金系统相关修复杂得多，采用这种立体图表示法往往会有一些困难。图3.10三元均晶系的T-X空间图3.2.2具有极小值的三元均晶系相图（1）该系相图与以上均晶系相图相似，其边缘二元系即为图3.6，但是在三元系内却形成极值，在极值点，液固相面相交，此处自由度F=0（2）液相面投影图3.11具有极小值三元均晶系液相面投影（3）等温截面下图给出，当温度T=300℃时的等温截面，同时在两相区L+S内标出