金属学-三元相图.ppt

第五章三元合金相图1三元相图的成分表示方法,成分三角形一般为等边三角形。三个顶点A、B、C分别代表三个纯组元。三条边分别代表三个二元系的成分。AB边表示A-B二元系的成分；BC边表示B-C二元系的成分；CA边表示C-A二元系的成分。3.三角形内任一点代表一定成分的三元合金。,xaxbxcABBCCA100浓度刻度一般用顺时针表示。确定X点合金的成分55A、20B、25C,a,b,c,o,二.两条特殊直线,1.平行于三角形一条边的直线位于此线上的合金,直线对应顶点组元的含量一定.2.通过三角形顶点的任一直线B为顶点,2三元系平衡相的定量法则,三元系，两相平衡时，f3-212.温度一定时f1,对应关系---一、直线法则设合金o在某一温度处于两相平衡,这两个相的成分点分别为a和b,则aob一定在一条直线上.,二.杠杆定律o点处于两相平衡,a点为α相成分点,b点为β相成分点,则两相的质量之比为,证明设合金的质量为Wo,α相-Wa,β相-WbWoWaWbα相和β相中A组元之和O合金中A质量WaCa1WbCb1WoCo1WaCa1WbCb1WaWbCo1WaCa1-Co1WbCo1-Cb1Wa/Wbo1b1/a1o1Wa/Wbo2b2/a2o2只有一个定值，所以o1b1/a1o1o2b2/a2o2O点必定在a,b的连线上，且Wa/Wbob/ao,结论（1）一定成分的合金在一定温度下，两相平衡，其中一个相的成分一定，另一个相的成分点必定在已知的二成分的延长线上。（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。,三.重心法则（由直线法则和杠杆定律证明）,设某一温度下,合金N处于三相平衡αβγ,各相的成分点分别为D、E、F，则N必位于三角形DEF的重量重心上，且三个相的重量分别为,α,β,γ,3.三元匀晶相图,一.相图的空间模型,3个相区液相区.固相区.液固两相区,二.结晶过程,用直线法则,结晶规律结晶过程中,固相量不断增多,液相量不断减少,固相成分沿固相面上的曲线变化,液相成分沿液相面上的曲线变化。这两条曲线是不在同一平面上的空间曲线，把它们投影到成分三角形上，形成蝴蝶形，称为蝶形曲线。结晶过程中，固相成分、合金成分、液相成分遵循直线法则。与二元匀晶转变相比较相同点4、不同点1。,三.等温截面水平截面-----确定在某一温度下的相组成和相平衡关系,相区α、L、Lα（f3-21。,四.变温截面垂直截面-可用来表示一系列合金在不同温度下的状态,结晶过程,不能用杠杆定律计算相对含量,五.等温投影图（两种）-----可以反映空间相图中各种相界面的变化趋势,4组元在固态下完全不溶的三元共晶相图,一.空间模型,点,说明三元共晶反应时温度恒定,析出的三个固相的成分固定.过E点平行于底面三角形的平面---称为三元共晶面,它也是相图的固相面.,,3.曲面13个液相面26个二元共晶曲面,f3-311。三相平衡时，温度一定成分一定，既水平直边三角形的顶点。温度下降时，三个相的成分分别沿着E1E、A3A1、B3B1变化，称为单变量线。三元系的三相区是以三条单变量线作为棱边的三棱柱体----鼻子。,4.相区9个,单相区L两相区LA，LB，LC。三相区LAB，LCB，LAC，ABC。四相平衡区LABC。,二.等温截面,tt1tAtBtC,tt2tE1tE1tE2tE3,tt3tE2tE1tE2tE3,tt4tE3tE1tE2tE3,tt5tE3t5tE,规律1.等温截面上的三相平衡区是直边三角形组成的，三角形的三个顶点表示该温度下三个平衡相的成分。2.等温截面上的单相区边界为曲边。3.在等温截面上可以用直线法则、重心法则及杠杆定律来确定合金中各相的浓度和相对量。,三.变温截面投影图,,1.平行于某一边的垂直截面1cd截面,,,相区L、LA、LB、LAB、LAC、LBC、ABC、LABC,O点合金的结晶过程,2）hj截面,3）mn截面,4）st截面,2.过顶点A的变温截面1Ab变温截面,2Ah变温截面,2sB变温截面,四.投影图作用1分析合金的结晶过程.2确定平衡相的成分和相对量.,,1.结晶过程分析o合金,2.相对量的计算1相的相对量重心法则,2组织的相对量杠杆定律,6三元相图总结,一、单相f3-113，（1）单相区的空间形状可以为任意形状；（2）在截面图上，也为任意形状；（3）相的成分就是合金的成分。二、两相平衡f3-212，（1）空间形状为由一对曲面包围；（2）截面图上由一对曲线作为边界线；在变温截面图上不能用杠杆定律，在等温截面图上，平衡相成分由共轭线确定，可用杠杆定律计算相对量。,三、三相平衡f3-311，（温度变化则三相成分不能变化）（1）空间形状为不规则的三棱柱体。（反应相为前导）。（2）在等温截面图上为直边三角形，三角形三顶点与三个单相区相接触，三条边与三个两相区相接触。当三角形的顶点向着降温方向且为反应物时，为共晶反应；三角形的底边向着降温方向为包晶反应。,（3）在变温截面图上一般为曲边三角形，三角形三个顶点与三个单相区接触，三条边与三个两相区接触。当为正曲边三角形时，为共晶型反应。当为倒曲边三角形时，为包晶型反应。（反应物在上方，生成物在下方）。,四、三元系中的四相平衡f3-410，（1）四相平衡区在三元相图中是一个水平面，在变温截面图中是一条水平线。（2）四相平衡面和四个三相区接触共晶型三上一下；包晶型一上三下；包共晶型二上二下。,,