三元相图课件(西工大版)

四 相 平 衡 共 晶 点
2004-12-11
——
TA A3 A2 A1 TB E1 E3 TC E C3 C2 C1 E2 B3 B2 B1
A
B
C
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41
投影图：
相区的投影 曲面的投影 曲线的投影 点的投影
2004-12-11
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42
↑ B%
N
B、C的浓度可以直接读出 A的浓度不能直接读出
A
C%→
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9
第九节 三元相图
二 、三元匀晶相图
2004-12-11
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10
二、三元匀晶相图
—— 匀晶转变： 由液相直接结晶出单相固溶体的转变（相变） —— 形成匀晶相图的条件 组元在液相、固相均可完全互溶 组元晶体结构相同、原子尺寸、电负性相似
L B +C
46
TA A3 A2 A1 TB E1 E3 TC E C3 C2 E2 B3 B2 B1
A
B
A+B +C
C1
LA+B +C
C
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wk.baidu.com47
A+B +C
A LA+ B +C A+B +C
B
LA+B +C
C
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L
TA A3 A2 A1 TB E1
双相区： 三个
L + A、L + B、L + C
B3 B2
E2 B1
A
E3
TC E C3 C2 C1
B
三相区：四个
L + A + B、L + B +C、 L + A + C、A + B + C
四相区： 一个
L+A+ B + C
C
2004-12-11
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E2
B1
A
B
C3 C2
C1
C
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31
TA
A3 A2 A1 TB E1 E3 TC E2 B3 B2 B1
LA
L B
A
B
E
C3 C2 C1
C L C
2004-12-11
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32
LA+ B
TA A3 A2 A1 TB E1 B3 B2 E2 E C3 C2 C1
2004-12-11
——
TA A3 A2 A1
C1
TB E1
E3 TC E C3 C2 E2 B3 B2 B1
A
B
C1
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C
51
LA+ B + C
L A+B
A LA+ B + C
e
B
L A+B
C
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19
L+
L
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20
4. 垂直截面
类型一：
B
C
C
2004-12-11
A
21
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类型二：
B
C
A
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第五章 三元相图
三、三元共晶相图
2004-12-11
B 90 80 70 60 10 20 30 40
B% 50
50
C%
60 70 80 90
90
50 40 西北工业大学 材料学院 王永欣主编 ← A%
80 70
60
30
20
10
3
C
2） 过某一顶点作直线
B
A% Ca1 Ba '1 Ba '2 Ca2 常数 a1′ C % Bc1 Bc1 Bc 2 Bc 2 a2 ′
2004-12-11
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16
2. 结晶过程
L
t1 B t2 C
L→
A
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3. 等温截面及其投影
B
C
A
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B
L+
C
L
A
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B
A
e
B
C
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2004-12-11
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11
液相线
T （℃）
L
固相线
单相区 双相区
L ＋

A B
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12
1. 三元匀晶 相图
B C
A
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液相面
固相面
B C
A
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A
E3
TC
B1
B
LA+ C
C L B +C
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33
TA
A3 A2 A1 TB E1 E3 TC E2 B3 B2 B1
A A+B +C
B
E
C3 C2 C1
LA+ B + C C
2004-12-11
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34
单相区： 一个
LA+C LA+B A
L A+B
e
B
C LB +C
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E1 E3
LA+B
E2
LB +C
LA+C
E TA TB E1 E3 TC E C3 C2 C1
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三 相 平 衡 共 晶 线
2004-12-11
E
c1 c2
F
C%
B%
A
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← A%
D a2 a 1
C
4
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课堂练习
6. 绘出C / B ＝1/3的合金
C 1 25% B 3 75%
B 90 80 70 60 B% 50 40 30 20 10 20 30 40
7. 绘出A / C ＝1/4的合金
35
TA E1
TB E1 E3 E TA A3 A2 A1 TC E E2 E2
LA
L B
E3
L C
E
TB
B3 B2 E2 B1
E1
E3 TC E C3 C2
A
B
C1
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C
36
液 相 面
初 生 相 开 始 析 出
2004-12-11
——
TA A3 A2 A1 TB E1 E3 TC E B3 B2
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23
三、 三元共晶相图
共晶转变：
一个液相 ，同时结晶出两个（或三个）固相 —— 共同结晶
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24
共晶线：
M-E-N
T（℃） TA
L
L＋
M 183℃ E
液相线：
线：
TA——E——TS

L＋
LA+ B
TA A3 A2 A1 TB E1 B3 B2 E2 E e3 C3 C2 C1 e e1 e2
A
E3
TC
B1
B
LA+ C
C L B +C
2004-12-11
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45
LA+ C
LA+ B
A
L A+B
e
B
C
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C
27
A
B
C
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A
B
C
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立体图：
相区的立体图 曲面的立体图 曲线的立体图 点
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30
TA A3 A2 A1 TB E1 E3 TC E B3 B2
C3 C2
C1
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C
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中 转平 间 变衡 开 共 三面
始晶相
A3
A2 A1
TA E A3 A2 A1
E1
B2
B1
LA+ B
——
TB E1 B3 B2 E2 B1
A
A1 E3 E
E3
TC E C3 C2 C1
B
E2
B3
B1 E
C3 C1
C
C2 C1
L B +C
39
N
TS

固相线：
TA—M—E—N—TS
＋
F Pb G Sn
固溶度曲线：
MF、NG
共晶点：
点：
E
最大溶解度点：
M、N
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2004-12-11
简单共晶：
T（℃）
A
B
2004-12-11
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26
1. 简单三元共晶相图分析
A
B
B
C
A
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液相面
—— 由液相线演化而来
固相面
—— 由固相线演化而来 B C
单相区：
L、
双相区：
L+ A
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二元相图与三元相图的关系：
二元相图
（二维平面图） 平面相区 线 点
＋ 1维
＋ 1维 ＋ 1维
＋1维
三元相图
（三维立体图） 立体相区 面 线
TA E1
TB E1 E3 E TA A3 A2 A1 TC E E2 E2
LA
L B
液 相 面
E3
L C
E E1 E3 TC E e3 e1 e2
初 生 相 开 始 析 出
2004-12-11
——
TB B3 B2
E2
B1
A
B
C3 C2
C1
e
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C
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TA
LA
e’ A
2004-12-11
f’
e
f
g
← A% C
6
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2） 重心法则
—— 适用于三相平衡的情况
W Rd w % 100% WR ad
Re w % 100% WR e w % W WR Rf 100% f W
B
B%
C%
f
TA A3 A2 A1 TB E1
B3 B2
E2 B1
LB
LA
A
E3
TC
E e1
B
e2
e3
C3 C2 C1
e
C LC
2004-12-11 西北工业大学 材料学院 王永欣主编 43
E1
LB
B
e2 E2
LA
A
LA
e1
LB
e
e3 E3
LC
C LC
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E2
B1
A
B
C3 C2
C1
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C
37
固 相 面
A1
LA+ B LA+ B + C
B1
LA+ C
TA C1 A3 A2 A1
E
L B + C
四三 相相 平平 衡衡 共共 晶晶 转 变 结 束
2004-12-11
——
TB E1
B3 B2 E2 E B1
A
E3
TC
B
50
C%
60 70 80 90
10 A
2004-12-11
90
50 40 西北工业大学 材料学院 王永欣主编 ← A%
80 70
60
30
20
10
5
C
3. 直线法则与重心法则
1）直线法则
—— 适用于两相平衡的情况 B
投影到任何一边上，按二 元杠杆定律计算
C% B% g’ R
fg f ' g ' R W ef e' f ' R W
第五章 三元相图
一、三元相图几何特征
2004-12-11
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1
1）与某一边平行的直线
B
含对角组元浓度相等
B% C%
P A
Q ← A% C
2004-12-11
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2
课堂练习
4. 绘出A ＝40%的 合金
5. 绘出C ＝30%的 合金
40 30 20 10 A

R d

e

← A% C
7
A
2004-12-11 西北工业大学 材料学院 王永欣主编
4. 其它浓度三角形
1） 等腰浓度三角形
组元B的含量很少 成分点靠近AC边
B
按比例放大AB、BC边
2004-12-11
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A
C
8
2） 直角浓度三角形
组元A占绝大多数时
原点为基体组元A 纵、横坐标为组元B和C
转平 变衡 面 开共三 始晶相 ——
A3
中 间
A2 A1 TA A3 A2 A1
E1
B2 B1
LA+ B
E TB E1 E3 TC E E C3 C2 C1 E E2 B3 B2 B1
A
A1 E3
B
E2
B3
B1
C3 C1
C
C2 C1
L B +C
53
LA+ C
2004-12-11 西北工业大学 材料学院 王永欣主编
LA+ C
2004-12-11 西北工业大学 材料学院 王永欣主编
E1 E3
LA+ B
E2
L B +C
LA+ C
E TA TB E1
2004-12-11
三 相 平 衡 共 晶 线
——
A3 A2 A1
B3 B2
E2 B1
A
E3
TC E C3 C2 C1
B
西北工业大学 材料学院 王永欣主编
C
40
A3 A2 A1
B3 B2
E2
B1
A
B
C
55
E1 E3
LA+ B
E2
L B +C
LA+ C
E
A
e1
B
e e2
e3
C
2004-12-11 西北工业大学 材料学院 王永欣主编 56
四 相 平 衡 共 晶 点
TA A3 A2 A1 TB E1
B3 B2
E2 B1
A
E3
TC E C3 C2 C1 e
E3 E
E1 E1 E e1
E1
TB
L B
E2
A
LA
B
e2 E2
L B
e
e3 E3
L C
C
E3
2004-12-11 西北工业大学 材料学院 王永欣主编
TC
E2
L C
50
A1
LA+ B LA+ B + C
E
B1
固 相 面
LA+ C
L B +C
四三 相相 平平 衡衡 共共 晶晶 转 变 结 束