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第5章 三元相图


1)3个液相面以上:L; 2)3个液相面与6个二元空间曲面间:L+A,L+B,L+C; 3)6个二元共晶曲面和1个三元共晶面之间构成的3个空间三 棱曲面柱体:L+A+B, L+A+C,L+B+C; 4)1个三元共晶面(固相面): L+A+B+C; 5)三元共晶面(固相面)以下:A+B+C。 成分变化线:随温度降低,空间三棱曲面柱体中三个相 的成分变化的轨迹。 等温三角形:固定温度下三个平衡相的成分点连线(直 线)f=0
五、三元相图分析法总结
1.两相平衡
等温截面
成分变化:蝶形规则 共轭线:可杠杆定律
变温截面
判定转变温度范围, 不能用杠杆定律。 2.三相平衡 等温截面:直边 三角形,三顶点为 相成分点,可用重 心法则
变温截面: 曲边三角形或多边形 三相反应的判定: 1) 变温截面上
2)投影图判断三相反应 液相单变量线穿 过两旁固相成分点连 线的为二元共晶型, 而单变线穿过两旁 固相成分点连线延 长线为二元包晶反 应,且靠近单变线 的为生成相
3.浓度三角形中特殊线: 平行浓度三角形任一边的直线 从浓度三角形的一个顶点到 对边的任意直线 4. 其它成分三角形的形式:
二、杠杆定律及重心法则
单相平衡勿须计算,四相平衡无从计算 两相平衡:杠杆定律 1.三元相图中杠杆定律 共线法则:三元合金中两相平衡时合金 成分点与两平衡相成分点在浓度三角形 的同一直线上 杠杆定律表达式:α%=EO/DE×100%,β=OD/DE×100% 注意:当一个合金O在液相的凝固过程中,析出α相成分不变时, 液相成分一定沿α相成分点与O点连线延长线变化。 2.三相平衡重心法则(重量三角形重心) x,y,z分别为α,β,γ成分点,则 α%=oa/ax×100%, β=ob/by×100%, γ%=oc/cz×100% 为什么三角形是直线而不是曲线连接?
三、匀晶三元相图
1. 立体模型 液相区,固相区,液、固两相区
2. 合金凝固过程及组织 a.平衡凝固 b.蝶形法则:如图 匀晶合金凝固中相成分变化 凝固中固、液相成分沿固相面、液相面呈曲线变化,每一个 温度下的固、液相成分连线在浓度三角形中投影呈蝴蝶状
3.等温截面 匀晶三元系的等温截面(实验方法测定,而非立体截取) 两相区内, f=3-2+1=2, T一定时,f=1, 只有一个平 衡相的成分 可以独立改 变。对于一 定的合金, 连接线唯一。 等温截面作用: 1. 该温度下三元系中各合金的相态 2.杠杆定律计算平衡相的相对量 3.反映液相面、固相面走向和坡度,确定熔点、凝固点
4、变温截面(实验测试而得)
变温截面的能与不能: 能分析某合金不同温度下状态分析合金的相变过程; 变温截面上的液相线和固相线不能表示平衡相的成分, 不能根据这些线应用杠杆元共晶相图模型(教材图5-12)
3个初晶液相面; 3条二元共晶线(共晶转变,三相平衡,f=1); 1个三元共晶点(四相平衡,f=0);1个三元共晶面(固相面) 6个二元共晶曲面 每3条成分变化线(单变量线)构成1个空间三棱曲面柱体 9个相区如下:
2. 简单三元共晶中合金的凝固过程和组织
投影图
如图x合金 L→A,L→A+B,L→A+B+C
4. 简单三元共晶的等温截面 二相区: 三相区:三角形,三个顶点代表成分点
5.变温截面: 平行于浓度三角形一边的变温截面cd 分析合金x的结晶过程:L→B,L→A+B,L→A+B+C 分析合金O的结晶过程 通过顶点的变温截面 注意:不能用杠杆定律,
第五章
三元相图
必要性:工业材料为多元合金 本章主要内容: 1. 三元相图的表达方式,使用方法 2.几种基本的三元相图立体模型 3.各种等温截面,变温截面及各相区在浓 度三角形上的投影图 4.典型合金的凝固过程及组织,各种相变 过程及相平衡关系。
一、三元相图的成分表示法
1.浓度等边三角形:
三个顶点为纯组元, 三条边为二元合金, 三角形内任一点为三元合金 2.三元合金成分确定 浓度等边三角形
3.四相平衡
反应类型判断 液相面投影图: 指向结点单变量线数为产物数 变温截面:根据水平线上、下方三相区判断
4.三元相图截面图上相区接触法则
相数差为1的两相邻相区线段为界 差大小1或等于零的为点接触
等温截面上 单相区边界线走向
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