材料科学基础-第8章-三元相图

第八章三元相图第五章材料的变形与再结晶1第一节三元相图基础一、三元相图的成分表示法1、等边成分三角形三角形三个顶点：各代表A、B、C三个纯组元；三角形三条边分别代表3个二元系合金A-C、C-B、B-A；

三角形中任意一点代表三元系A-B-C某一成分的合金。合金O各组元成分总量(100%)=Be(A%)+Cc(B%)+Aa(C%)=bC+ab+Aa=ACCABC%→←A%fceb←B%dao第五章材料的变形与再结晶2（2）过三角形某顶点的直线：该直线上所有合金含另外两顶点所代表组元量之比相同。如合金b1和b2含组元B与C的比例相同。合金b1中组元B与C的比例=aC/Af合金b2中组元B与C的比例=bC/Ag而aC/Af=bC/Aggb2b12、成份三角形中具有特定意义的直线（1）平行于三角形任一边的线：该直线上的所有合金含该直线所对三角形顶点代表的组元的量相同。如合金a1和a2含组元A的量相同（=Be）。CABC%→←A%←B%ea1a2dabcf第五章材料的变形与再结晶3BACo二、三元系平衡相的定量法则1、直线法则和杠杆定律三元系中两相平衡时，合金的成分点o和两个平衡相α、β的成分点a、b位于同一直线上。b(β)a(α)第五章材料的变形与再结晶42、重心法则三元系中α、β、γ三相平衡时，合金的成分点o位于三个平衡相成分点a、b、c构成的三角形的重心。第五章材料的变形与再结晶BACfa(α)ob(β)c(γ)设α、β、γ三相平衡。视α、β为一个整体，则(α+β)

成分点f位于α、β成分点连线ab上。视合金处于(α+β)和γ两相平衡，则合金成分点o位于(α+β)成分点f和γ相成分点c的连线上，即三角形重心o点。5三、三元匀晶相图1、相图概况一个液相面，一个固相面；两个单相区：L、α

一个两相区：L+αCABLαL+αS4S1S2S3L4L1L2L3第五章材料的变形与再结晶2、合金的平衡冷却凝固时，液相点和固相点分别沿空间曲面—液相面和固相面移动，其移动轨迹为空间曲线。移动轨迹在底面上的投影为蝴蝶状。63、等温截面（水平截面）图等温截面图反映合金在某一温度下存在的相的种类。

两个单相区:L、α

一个两相区:L+α，

一对共轭线：L1-L2，S1-S2

恒温下，两相区内f=3-2=1,即两相中有一个相的成分可以独立变化。两个平衡相成分点n和m之间的连线称共轭连线。确定一个成分点后，利用直线法则可确定另一相的成分点。可以利用杠杆定律计算各相的相对量。ABCLαL+αL+ααLL2L1ABCS2S1mno第五章材料的变形与再结晶74、变温截面（垂直截面）图（1）通过成分三角形顶点的截面

★

位于该截面上的所有合金含另外两顶点组元量之比wA/wC相同。

★

此图可反映合金在不同温度时所存在相的种类；

★

由于相点并不一定在此截面上，故图中相线一般并不代表平衡相的成分，不能应用杠杆定律。CABLαL+αLL+ααDBA+C第五章材料的变形与再结晶8CABLαL+α（2）平行于成分三角形一边的截面

★位于该截面上的所有合金含某组元的量相同。

★

此图可反映合金在不同温度时所存在相的种类；

★

由于相点并不一定在此截面上，故图中相线一般并不代表平衡相的成分，不能应用杠杆定律。LαL+α第五章材料的变形与再结晶9CABLαL+α5、投影图第五章材料的变形与再结晶10第二节固态互不溶解的三元共晶相图1、相图分析每个侧面为组元固态下互不溶的二元共晶相图。E1、E2、E3三个共晶点。

★三个液相面：

tAE1EE3tA、

tBE1EE2tB、

tCE2EE3tC。第五章材料的变形与再结晶★三元四相共晶点E：L→A+B+C★

重要的线：

三元三相共晶线E1E：L→A+B

三元三相共晶线E2E：L→B+C

三元三相共晶线E3E：L→A+C11★重要的相区：四个单相区：L、A、B、C三个两相区：L+A、L+B、L+C四个三相区：L+A+C、L+B+C、

L+A+B、A+B+C一个四相平衡区：L+A+B+C第五章材料的变形与再结晶12A1B1BACC1EA+B+CB3B2E1E2tBL+BEC1B1E2B2C2L+B+CC2第五章材料的变形与再结晶13ba2、合金的冷却过程合金①：T1～T2之间：L→B；T1T2B3B2E1E2tBL+BEC1B1E2B2C2①②合金②：L→L+(A+B)→L+(A+B+C)+(A+B)→(A+B+C)+(A+B)T2～B1之间：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、等温截面图L+BL+ALt1t2L+CL+AL+BL+A+BL+B+CLL+CL+AL+BL+A+BL+B+CLL+A+Ct3t1t2t3EC1B1E2B2153、变温截面合金①的冷却：L→L+A→L+A+C→L+A+B+C→A+B+C①①16合金②的冷却：L→L+A→L+A+B→L+A+B+C→A+B+Cb3b2b1b②174、投影图BACEE1E2E3

结合立体图，投影图可反映合金的相变过程，可确定相的组成和含量。如合金O的冷却:

L→L+A→L+A+B→L+A+B+C→A+B+Co181、相图分析★三个液相面：★三元四相共晶点E：L→α+β+γ★重要的线：三元三相共晶线E1E：L→α+β

三元三相共晶线E2E：L→β+γ

三元三相共晶线E3E：L→α+γ★重要的区：四个单相区：L、α、β、γ

六个两相区：L+α、L+β、L+γ

α+β、β+γ、α+γ

四个三相区：L+α+γ、L+β+γ、

L+α+β、α+β+γ

一个四相平衡区：L+α+β+γαβγ第三节固态时有限互溶的共晶相图19202、投影图EABCE2E3E1o合金o冷却过程中的相变：L→L+α→L+(α+β)+α→L+(α+