冶金原理.ppt
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5个二元共晶点:e1、e2、 e3 、e4、e5,相平衡 反应: Le1=D+C, Le2=B+C, Le3=B+D, Le4=A+D, Le5=A+B。 其中 ,e3又可称为鞍心点。 注:鞍心点处是界线上温度最高处。
4)界线或相界线(分为二元共熔线、二元转熔线) 两液相面相交的线。二元共熔线:两个固相组分同时 从液相结晶析出的线,(L=S1+S2) ;二元转熔线:一 个液相吸收一个固相转变成一个新的固体(L+S1=S2)。
5)无变点(包括三元共熔点、三元转熔点)
无变点:三条界线的交点,三元共熔点:L =S1+S2+S3;三元转熔点:L+Baidu Nhomakorabea1=S2+S3
课前复习:
➢相律内容; ➢二元相图构成、类型; ➢二元相图冷却过程分析
课前知识准备: ➢相的含义; ➢相图含义
3.2 三元系相图
本次课教学大纲与要求: 1 3.2.1 三元相图表示方法(了解) 2 3.2.2 浓度三角形(熟悉掌握) 3 3.2.3 三元系相图构成 4 3.3.4 三元系相图的基本类型
➢浓度三角形内物系点浓度的读取方法 (1)平行线法 (2)垂直线法
(1)平行线法 过O作BC、CA、AB边的平行线a´a´´、b´b´´、c´c´´。
➢ωA= Ca´´= Ba´= a ;ωB = Cb´´= Ab´= b , ωC= Bc´´= Ac´= c
(2)垂直线法
过O作BC、CA、AB边的垂线,长度为a、b、c
5)初晶区 三元系立体相图中液晶面的投影。(如A区)
6)连接线 连接与界线上的液相平衡的两个固 相组成点的直线。(如:AB线)
3.3.4 三元系相图的基本类型
2
(1) 简单低共熔型三元系相图
简单低共熔型三元系相图构成
液相面 三个组分A、B、C的初晶面 液相面上相平衡反应: L=A、 L=B、 L=C
➢采用三维空间表示,即以等边三角形表示三个组分 浓度的变化,以垂直坐标轴表示温度的三维空间。
三元系立体相图
3.2.2 浓度三角形
2
➢图中点、线意义 三条边:分别等分为100份,每一份表示1%质量 百分浓度,同时每一条边表示一个二元系。 三顶点A、B、C:表示纯组分A、B、C。 三角形内的点(可称为物系点):含有三组分, 即三角形内的物系点中包括有三个组分。
直线规则(或杠杆规则) 原物系点M、N重量分别为m,n,混合后形成 新物系点P重量为w,则:P必位于M,N连线上, 且有:
m NP w MN
mn w
n MP w MN
MP n NP m
重心规则
原物系点M,N,Q的重量分别为WM、 WN WO ,混合后形成新物系点P,则P必位于连线 三角形△MN Q的重心上,其关系式为
又称为稳定化合物、同分熔化化合物,指 熔化时其组成与固相时组成一样,熔化前 不发生任何的分解。
一致熔融化合物在相图中表现特点: 一致化合物组成点在其结晶区内。
2)生成一个一致熔融化合物的相图
生成一个一致熔融化合物相图的主要构成
液相面: A、B、C、D四个组元的初晶面。
界线: 六条二元共晶线:e1E1(L=D+C)、 e2E1(L=B+C);e3E1(L=B+D)、 e3E2(L=B+D)、e4E2(L=A+D); e5E2(L=A+B)、
浓度三角形内任一顶角与对边上点的连线上的各物 系点中,所含的另两顶角组分的浓度比相同。
(
A)
(
A)
(C) P1 (C) P2
(
A)
(
A)
(C) P3 (C) D
背向规则: 下图浓度三角形内,若一液相物系P点降到其初 晶温度时开始从液相中析出固体A,则剩余液相 的成分变化朝AP的延长线方向移动,而剩余液 相中的其他两组分 B、C浓度比将保持不变。
3.2.1 三元相图表示方法
1
影响三元凝聚体系物系平衡的“热力学参数”有三个参 数可独立发生改变,即为:温度及三个组分中的任意两 个组分浓度。其中可用来描述三个组分中的两个组分浓 度任意发生改变,同时又能满足三个组分质量百分浓度 和为100%的图形,只有等边三角形,即浓度三角形。
三元相图表示方法:
WM
PG MG
WP
WQ
SP QS
WP
PH WN NH WP WM WN WQ WP
3.2.3 三元系 相图构成
(1)立体三元系相图构成 1)浓度三角形 底面三角形为浓度三角形。三条边 刻度表示三组分的浓度。 2)温度坐标线 竖立的直线为温度坐标线。
3)初晶面(液相面) 组分从液相开始析出固相的面,称为初晶面。 其上固液两相共存,平衡反应:L=S1。
界线 e1E(L=A+B);e2E(L=A+C);e3E(L=B+C) 三个二元共晶点:E1、E2、E3,对应相平衡反应: LE1=A+B、 LE2=B+C、 LE3=A+C。
无变点 E(三元低共熔点 ) 相平衡反应:LE=A+B+C
浓度三角形
等温线
(2)生成一致熔融化合物三元系相图
1)一致熔融化合物含义及在相图中的表现特点 一致熔融化合物:
1)浓度三角形 2)等温线(液相线) 等温面截液相面的交线在浓度三角形中的投影线。 (如t1、t2线)(注:沿t1至t2方向温度不断降低;界 线上箭头指向表示温度降低走向) 3)界线 三元系立体相图中界线的投影线,如EE1、EE2、 EE3线。界线性质确定方法:“切线规则”。
4)无变点: 三元系立体相图中无变点的投影点。 (E点) 无变点的性质确定:“三界线确定法”。
A a 100% a% abc
B b 100% b% abc
C c 100% c% abc
➢浓度三角形的基本规则
等含量规则: 浓度三角形内,平行于一边的直线上,各物系点所 含对应顶角组分的浓度相同。
O1 O2 O3 O4
ω(A)O1= ω(A)O2 = ω(A)O3= ω(A)O4
等比例规则:
6)固相面、固相区间、结晶空间
在三个液相面上部的空间为熔体的单相区。 通过无变点E且平行于底面浓度三角形的平面称 为固相面。 在固相面以下的空间称为固相区。 在液相面与固相面之间的空间为液相与固相平衡 区存的区域,称为结晶空间。
(2)三元系相图平面投影图 (具有简单三元共晶体的平面投影相图 )
(3)平面三元系相图构成