《材料科学基础》三元合金相图（全套课件150P）.ppt

第五章 三元合金相图 Ternary alloy phase diagram 主要内容 5.1 三元合金相图表示方法★ 5.2 三元匀晶相图 5.3 三元共晶相图★ 5.4 其他形式的三元合金相图 5.5 三元合金相图总结★ 5.6 三元合金相图应用举例 5.1 三元合金相图表示方法 5.1.1 成分表示方法 当合金中某一组元含量较少，而另两个组元含量较多时，可将成分三角形两腰放大成为等腰三角形,只取等腰梯形的部分即可。 5.1.3 三元相图定量法则 1 直线法则 直线法则 CeWα+Cg (1-Wα)=(Wα+Wβ)Cf Ae’Wα+Ag’ (1-Wα)= (Wα+Wβ)Af’ Wα（ Af’ - Ae’)=Wβ（Ag’ - Af’ ) Wα（Cf - Ce)=Wβ（Cg - Cf) 得出：fg/ef=f’g’/e’f’，正是解析几何中三点一线 杠杆定律 ★杠杆定律 由直线法则导出 即三元合金系中两相平衡的杠杆定律 　应用条件 a,某一温度下，成分给定三元合金处于液固平衡，其中成分可知，可求另一成分 b,已知成分的固相在某一温度下析出一新相时，新相成分已知，可确定母相成分 2 重心定律 但是，作图求三相平衡不够准确而产生误差，用代数法求解，可避免误差。已知条件：　　　 R合金中A,B,C组元含量为xR,yR,zR α相中A,B,C组元含量为xα,yα,zα β相中A,B,C组元含量为xβ,yβ,zβ γ相中A,B,C组元含量为xγ,yγ,zγ 设αβγ三个平衡相的重量分数为Wα,Wβ,Wγ，则下式成立： 解上述三个方程得： 内容回顾 5.2 三元匀晶相图 三元系中任意两个组元均可以无限互溶，它们组成的三元合金也可以形成无限固溶体。这样的相图称为三元匀晶相图。 随着温度不断下降，液固两相成分将分别沿液相曲面和固相曲面变化。 根据直线法则，两平衡相成分点连线(共轭线)必定通过原合金成分点 液相成分点划过液相曲面，固相成分点划过固相曲面；轨迹是空间曲线 在成分三角形上的投影则呈蝶状。 5.2.4 投影图 5.3　三元共晶相图 4. 投影图 为了简化和便于研究，可将空间模型图中各类区、面、线投影到成分三角形上，构成平面投图。 5.3.2 固态有限溶解的三元共晶相图 三组元在液态完全互溶，在固态部分互溶或完全不互溶，冷却过程发生共晶反应。 5.4 其他形式的三元合金相图 5.7.2 Fe-Cr-C三元系的垂直截面图 C1：Cr7C3，C2：Cr23C6，C3：(Fe,Cr) 3C 点：熔点；二相共晶点；三相共晶点。 线：两相共晶线；液相面交线；两相共晶面交 线；液相区与两相共晶面交线； 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 2. 等温截面图： 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。 三相平衡区：是直边三角形； 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。） 3.垂 直 截 面 图 4.投 影 图 5. 凝固过程 I： L?α 相：α 组织： α II： L?α α?β 相：α+β 组织： α +β III： L?α α?β+γ 相：α+β+γ 组织： α+β+γ IV： L?α L?α+β 相：α+β 组织： α+（α+β） V： L?α L?α+β α?γ，β ?γ 相：α+β +γ 组织： α+（α+β）+ γ VI： L?α L?α+β L?α+β+γ 相：α+β +γ 组织： α+（α+β）+（α+β+ γ） 三相平衡 等压条件下相律：F=C-f+1 三相平衡时，自由度F=1 三个平衡相的成分各是一根随温度变化的线。 它们两两构成一个面，三个面围成的区域为三相区。 R、Q和U分别表示