材料科學(xué)基礎(chǔ)-第8章-三元相圖

第八章三元相圖第五章材料的變形與再結(jié)晶1第一節(jié)三元相圖基礎(chǔ)一、三元相圖的成分表示法1、等邊成分三角形三角形三個頂點：各代表A、B、C三個純組元；三角形三條邊分別代表3個二元系合金A-C、C-B、B-A；

三角形中任意一點代表三元系A(chǔ)-B-C某一成分的合金。合金O各組元成分總量(100%)=Be(A%)+Cc(B%)+Aa(C%)=bC+ab+Aa=ACCABC%→←A%fceb←B%dao第五章材料的變形與再結(jié)晶2（2）過三角形某頂點的直線：該直線上所有合金含另外兩頂點所代表組元量之比相同。如合金b1和b2含組元B與C的比例相同。合金b1中組元B與C的比例=aC/Af合金b2中組元B與C的比例=bC/Ag而aC/Af=bC/Aggb2b12、成份三角形中具有特定意義的直線（1）平行于三角形任一邊的線：該直線上的所有合金含該直線所對三角形頂點代表的組元的量相同。如合金a1和a2含組元A的量相同（=Be）。CABC%→←A%←B%ea1a2dabcf第五章材料的變形與再結(jié)晶3BACo二、三元系平衡相的定量法則1、直線法則和杠桿定律三元系中兩相平衡時，合金的成分點o和兩個平衡相α、β的成分點a、b位于同一直線上。b(β)a(α)第五章材料的變形與再結(jié)晶42、重心法則三元系中α、β、γ三相平衡時，合金的成分點o位于三個平衡相成分點a、b、c構(gòu)成的三角形的重心。第五章材料的變形與再結(jié)晶BACfa(α)ob(β)c(γ)設(shè)α、β、γ三相平衡。視α、β為一個整體，則(α+β)

成分點f位于α、β成分點連線ab上。視合金處于(α+β)和γ兩相平衡，則合金成分點o位于(α+β)成分點f和γ相成分點c的連線上，即三角形重心o點。5三、三元勻晶相圖1、相圖概況一個液相面，一個固相面；兩個單相區(qū)：L、α

一個兩相區(qū)：L+αCABLαL+αS4S1S2S3L4L1L2L3第五章材料的變形與再結(jié)晶2、合金的平衡冷卻凝固時，液相點和固相點分別沿空間曲面—液相面和固相面移動，其移動軌跡為空間曲線。移動軌跡在底面上的投影為蝴蝶狀。63、等溫截面（水平截面）圖等溫截面圖反映合金在某一溫度下存在的相的種類。

兩個單相區(qū):L、α

一個兩相區(qū):L+α，

一對共軛線：L1-L2，S1-S2

恒溫下，兩相區(qū)內(nèi)f=3-2=1,即兩相中有一個相的成分可以獨立變化。兩個平衡相成分點n和m之間的連線稱共軛連線。確定一個成分點后，利用直線法則可確定另一相的成分點?？梢岳酶軛U定律計算各相的相對量。ABCLαL+αL+ααLL2L1ABCS2S1mno第五章材料的變形與再結(jié)晶74、變溫截面（垂直截面）圖（1）通過成分三角形頂點的截面

★

位于該截面上的所有合金含另外兩頂點組元量之比wA/wC相同。

★

此圖可反映合金在不同溫度時所存在相的種類；

★

由于相點并不一定在此截面上，故圖中相線一般并不代表平衡相的成分，不能應(yīng)用杠桿定律。CABLαL+αLL+ααDBA+C第五章材料的變形與再結(jié)晶8CABLαL+α（2）平行于成分三角形一邊的截面

★位于該截面上的所有合金含某組元的量相同。

★

此圖可反映合金在不同溫度時所存在相的種類；

★

由于相點并不一定在此截面上，故圖中相線一般并不代表平衡相的成分，不能應(yīng)用杠桿定律。LαL+α第五章材料的變形與再結(jié)晶9CABLαL+α5、投影圖第五章材料的變形與再結(jié)晶10第二節(jié)固態(tài)互不溶解的三元共晶相圖1、相圖分析每個側(cè)面為組元固態(tài)下互不溶的二元共晶相圖。E1、E2、E3三個共晶點。

★三個液相面：

tAE1EE3tA、

tBE1EE2tB、

tCE2EE3tC。第五章材料的變形與再結(jié)晶★三元四相共晶點E：L→A+B+C★

重要的線：

三元三相共晶線E1E：L→A+B

三元三相共晶線E2E：L→B+C

三元三相共晶線E3E：L→A+C11★重要的相區(qū)：四個單相區(qū)：L、A、B、C三個兩相區(qū)：L+A、L+B、L+C四個三相區(qū)：L+A+C、L+B+C、

L+A+B、A+B+C一個四相平衡區(qū)：L+A+B+C第五章材料的變形與再結(jié)晶12A1B1BACC1EA+B+CB3B2E1E2tBL+BEC1B1E2B2C2L+B+CC2第五章材料的變形與再結(jié)晶13ba2、合金的冷卻過程合金①：T1～T2之間：L→B；T1T2B3B2E1E2tBL+BEC1B1E2B2C2①②合金②：L→L+(A+B)→L+(A+B+C)+(A+B)→(A+B+C)+(A+B)T2～B1之間：L→B+C；L→L+B→L+(B+C)+B→L+(A+B+C)+(B+C)+B→(A+B+C)+(B+C)+BB1面：L→A+B+C142、等溫截面圖L+BL+ALt1t2L+CL+AL+BL+A+BL+B+CLL+CL+AL+BL+A+BL+B+CLL+A+Ct3t1t2t3EC1B1E2B2153、變溫截面合金①的冷卻：L→L+A→L+A+C→L+A+B+C→A+B+C①①16合金②的冷卻：L→L+A→L+A+B→L+A+B+C→A+B+Cb3b2b1b②174、投影圖BACEE1E2E3

結(jié)合立體圖，投影圖可反映合金的相變過程，可確定相的組成和含量。如合金O的冷卻:

L→L+A→L+A+B→L+A+B+C→A+B+Co181、相圖分析★三個液相面：★三元四相共晶點E：L→α+β+γ★重要的線：三元三相共晶線E1E：L→α+β

三元三相共晶線E2E：L→β+γ

三元三相共晶線E3E：L→α+γ★重要的區(qū)：四個單相區(qū)：L、α、β、γ

六個兩相區(qū)：L+α、L+β、L+γ

α+β、β+γ、α+γ

四個三相區(qū)：L+α+γ、L+β+γ、

L+α+β、α+β+γ

一個四相平衡區(qū)：L+α+β+γαβγ第三節(jié)固態(tài)時有限互溶的共晶相圖19202、投影圖EABCE2E3E1o合金o冷卻過程中的相變：L→L+α→L+(α+β)+α→L+(α+