三元相图分析

《三元相图分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三元相图分析（38页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、2021/6/16 1 材料科学基础太原科技大学材料科学与工程学院材料科学基础课程教学团队 2021/6/16 2 v 6.1 三元相图的成分表示法v 6.2 三元系平衡转变的定量法则v 6.3 三元匀晶相图v 6.4 三元共晶相图v 6.5 三元合金相图的四相平衡转变v 6.6 具有化合物的三元相图及三元相图的简化分割v 6.7 三元相图应用举例第6章 三元相图 2021/6/16 33 三 元 相 图 的 主 要 特 点 （ 1） 是 立 体 图 形 ， 主 要 由 曲 面 构 成 ； （ 2） 可 发 生 四 相 平 衡 转 变 ； （ 3） 一 、 二 、 三 相 区 为 一 空 间

2、。 2021/6/16 44 6.1三 元 相 图 的 成 分 表 示 法 6.1.1 浓 度 三 角 形 （ 等 边 、 等 腰 、 直 角 三 角 形 ） （ 1） 已 知 点 确 定 成 分 ； （ 2） 已 知 成 分 确 定 点 。 等边浓度三角形 2021/6/16 55 直角浓度三角形等腰浓度三角形 2021/6/16 66 6.1.2 成 分 三 角 形 中 特 殊 的 点 和 线 （ 1） 平 行 于 某 条 边 的 直 线 ： 其 上 合 金 所 含 由 此 边 对 应 顶 点所 代 表 的 组 元 的 含 量 一 定 。 （ 2） 通 过 某 一 顶 点 的 直 线 ：

3、其 上 合 金 所 含 由 另 两 个 顶 点 所代 表 的 两 组 元 的 比 值 恒 定 。 2021/6/16 77 6.2.1 直 线 定 律 （ 1） 共 线 法 则 ： 在 一 定 温 度 下 ， 三 元 合 金 两 相 平 衡 时 ， 合金 的 成 分 点 和 两 个 平 衡 相 的 成 分 点 必 然 位 于 成 分 三 角 形 内 的同 一 条 直 线 上 。 （ 由 相 率 可 知 ， 此 时 系 统 有 一 个 自 由 度 ， 表 示 一 个 相 的 成分 可 以 独 立 改 变 ， 另 一 相 的 成 分 随 之 改 变 。 ） 杠 杆 定 律 ： 用 法 与 二 元

4、相 同 。6.2 三元系平衡转变的定量法则 2021/6/16 88 两 条 推 论 （ 1） 给 定 合 金 在 一 定 温 度 下 处 于 两 相 平 衡 时 ， 若 其 中 一个 相 的 成 分 给 定 ， 另 一 个 相 的 成 分 点 必 然 位 于 已 知 成 分 点 连线 的 延 长 线 上 。 （ 2） 若 两 个 平 衡 相 的 成 分 点 已 知 ， 合 金 的 成 分 点 必 然 位于 两 个 已 知 成 分 点 的 连 线 上 。 2021/6/16 99 6.2.2 重 心 定 律 在 一 定 温 度 下 ， 三 元 合 金 三 相 平 衡 时 ， 合 金 的 成 分

5、 点 为三 个 平 衡 相 的 成 分 点 组 成 的 三 角 形 的 质 量 重 心 。 （ 由 相 率 可知 ， 此 时 系 统 有 一 个 自 由 度 ， 温 度 一 定 时 ， 三 个 平 衡 相 的 成分 是 确 定 的 。 ） 平 衡 相 含 量 的 计 算 ： 所 计 算 相 的 成 分 点 、 合 金 成 分 点 和二 者 连 线 的 延 长 线 与 对 边 的 交 点 组 成 一 个 杠 杆 。 合 金 成 分 点为 支 点 。 计 算 方 法 同 杠 杆 定 律 。 2021/6/16 1010 1 相 图 分 析 点 ： Ta, Tb, Tc-三 个 纯 组 元 的 熔

6、点 ； 面 ： 液 相 面 、 固 相 面 ； 区 ： L, , L+。 6.3 三 元 匀 晶 相 图 2021/6/16 1111 2 三 元 固 溶 体 合 金 的 结 晶 规 律 液 相 成 分 沿 液 相 面 、 固 相 成 分 沿 固 相 面 ， 呈 蝶 形 规 律 变化 。 （ 立 体 图 不 实 用 ） 共 轭 线 ： 平 衡 相 成 分 点 的 连 线 。 2021/6/16 1212 3 等 温 截 面 （ 水 平 截 面 ） （ 1） 做 法 ： 某 一 温 度 下 的 水 平 面 与 相 图 中 各 面 的 交 线 。 （ 2） 截 面 图 分 析 3个 相 区 ： L

7、, , L+; 2条 相 线 ： L1L2, S1S2（ 共 轭 曲 线 ） ; 若 干 连 接 线 ： 可 作 为 计 算 相 对 量 的 杠 杆 （ 偏 向 低 熔 点 组 元 ； 可 用 合 金 成 分 点 与 顶 点 的 连 线 近 似 代 替 ； 过 给 定 合金 成 分 点 ， 只 能 有 唯 一 的 共 轭 连 线 。 ） 2021/6/16 1313 4 变 温 截 面 （ 垂 直 截 面 ） （ 1） 做 法 ： 某 一 垂 直 平 面 与 相 图 中 各 面 的 交 线 。 （ 2） 二 种 常 用 变 温 截 面 经 平 行 于 某 条 边 的 直 线 做 垂 直 面 获

8、 得 ； 经 通 过 某 一 顶 点 的 直 线 做 垂 直 面 获 得 。 （ 3） 结 晶 过 程 分 析 成 分 轴 的 两 端 不 一 定 是 纯 组 元 ； *注 意 ： 液 、 固 相 线 不 一 定 相 交 ； 不 能 运 用 杠 杆 定 律 （ 液 、 固 相 线 不 是 成 分 变 化 线 ） 。 2021/6/16 1414 6.4.1 组元在固态互不溶，具有共晶转变的相图 1. 相图分析 点：熔点；二元共晶点；三元共晶点。 6.4 三 元 共 晶 相 图 2021/6/16 1515 液相面 固相面 面： 两相共晶面 三相共晶面 两相区：3个 区： 单相区：4个 三相区：

9、4个 四相区：1个 2021/6/16 16 2021/6/16 17 v投影图 2021/6/16 18 2021/6/16 19 6.4.2 组元在固态有限溶解，具有共晶转变的三元相图 （1）相图分析 液相面 固相面(组成) 面： 二相共晶面 三相共晶面 溶解度曲面：6个 两相区：6个 区： 单相区：4个 三相区：4个 四相区：1个 2021/6/16 2020 2021/6/16 2121 （2）变温截面 3个三相区 共晶相图特征：水平线 1个三相区 三相共晶区特征：曲边三角形。 应用：分析合金结晶过程，确定组织变化. 局限性：不能分析成分变化。（成分在单变量线上，不在垂直截面上） 20

10、21/6/16 22 2021/6/16 2323 （2）等温截面图 应用：可确定平衡相及其成分；可运用杠杆定律和重心定律。 是直边三角形三相平衡区 两相区与之线接 （水平截面与棱柱面交线） 单相区与之点接 （水平截面与棱边的交点，表 示三个平衡相成分。） 相率相区的相数差1； 相区接触法则： 单相区/两相区曲线相接； 两相区/三相区直线相接。 2021/6/16 2424 2021/6/16 2525 合金结晶过程分析； （4）投影图 相组成物相对量计算（杠杆定律、重心定律） 组织组成物相对量计算（杠杆定律、重心定律） 2021/6/16 26 v 6.4.3三相平衡包晶转变的相图特征v 垂

11、直截面图上，具有包晶转变的三相区形状常为一个顶点在下（生成相），两个顶点在上（反应相）的曲边三角形。v 在水平截面图上具有包晶转变的三相区也为三角形。 2021/6/16 2727 6.5 三元合金相图的四相平衡转变 6.5.1立体图中的四相平衡 共晶转变 类型： 包共晶转变 包晶转变 相区邻接（四相平衡面）4个单相区点接触；与6个两相区线接触；与4个三相区面接触。 2021/6/16 2828 6.5.2 投影图中的四相平衡平面 根据12根单变量判断； 根据液相单变量判断. 2021/6/16 2929 6.5.3 变温截面中的四相平衡 四相平衡区：上下都有三相区邻接。 条件：邻接三相区达4时； 判断转变类型 类型：共晶、包共晶、包晶。 2021/6/16 3030 6.6 具有化合物的三元相图及三元相图的简化分割 2021/6/16 31 v 6.7 三元合金相图应用举例6.7.1 CL 2021/6/16 32 6.7.2 2021/6/16 33 2021/6/16 34 2021/6/16 35 2021/6/16 36 v三元相图小结 2021/6/16 37 若有不当之处，请指正，谢谢！