8.7包晶相图解析.ppt

三元相图 具有三相平衡的三元共晶相图 具有三相平衡的三元包晶相图 具有四相平衡的三元包共晶相图 具有四相平衡的三元包晶相图 三元相图举例 三相平衡的三元相图 由相律可知三元合金在三相平衡时，其自由度为1，所以温度和三个平衡相的成分只有一个可以独立改变，即在温度一定时三个平衡相的成分是一定的，温度改变时三个平衡相的成分也随之改变，当一个相的成分被确定后，则温度和另外两个相的成分就随之而定了。 因此三元合金的三相平衡区也是一个固定的空间立体区域，由重心定律可知，三元合金在三相平衡时符合重心定律，所以三相平衡区通常为三棱柱体。 具有三相平衡的三元合金相图很多，但主要可以分为共晶型三相平衡相图和包晶型三相平衡。 具有四相平衡的三元包共晶相图 三元合金能够发生包共晶四相平衡转变的情况较多，如三组元组成三个二元共晶或两个二元共晶，一个二元包晶或两个二元包晶一个二元共晶时，都可能发生包共晶四相平衡转变。 但要真正发生包共晶四相平衡转变，通常要求三对组元的三个三相平衡转变温度的差别较大，一般是二个三相平衡转变的温度高于四相平衡转变温度，一个三相平衡转变的温度低于四相平衡转变温度。 这样的三元合金系一般就会发生包共晶四相平衡转变。 一、形成二元稳定化合物时相图的分割法1. 一个二元系形成二元稳定化合物 当三元系中一个二元系中形成一个二元稳定化合物时，相图的分割法见图（a）为B-C二元系中形成一个二元稳定化合物BmCn时，可把该三元系相图分割为A-B-BmCn和A-C-BmCn两个简单相图。当三元系中同一个二元系中形成两个二元稳定化合物时，相图的分割法见（b）。由此可以发现在三元系中同一个二元系中形成n个二元稳定化合物时，相图的分割数为x=n+1。 2. 形成三元稳定化合物时相图的分割法 当三元系中形成一个三元稳定化合物AmBnCp时，相图的分割法见图（a）由图可以看出它将该相图分割为A-C-AmBnCp，A-B-AmBnCp，B-C-AmBnCp三个简单相图。当三元系中形成两个三元稳定化合物时，相图的分割法见图（b），由图可以看出它有两种可能的分割法，每种可将相图分割为五部分，但只有一种分法是正确的，必须由实验来确定。若三元系中形成m个三元稳定化合物，则相图的分割数y=2m+1。 三元相图小结 一、单相区形态 三元系以单相存在时，由相律可知f = C-P+1=3-1+1=3，即温度和两个组元的成分是可以独立改变的，因此，在三元相图中单相区占有一定的温度和成分变化范围，为不规则的三维空间区域。 即温度和一个相中的的一个组元的成分可以独立改变，而这个相中的另外两个组元的含量和另一相的成分都随之而定，不能独立改变。 因此，在三元相图中两相区也占有一定的温度和成分变化范围，为不规则的三维空间区域。但它常以一对共轭曲面与单相区相隔，在一定温度时三元系实现两相平衡时满足共线法则，按其连接线可用杠杆定律计算两平衡相的相对量。两相区与三相区的界面为两平衡相连接线组成的直纹面。 三、三相平衡区 三元系中出现三相平衡时，由相律可知f = C-P+1=3-3+1=1，即温度和各平衡相成分只有一个可以独立改变，当温度一定时三个平衡相的成分随之而定。 它与二元相图的三相平衡转变的最大区别是，三元系三相平衡转变是变温转变，而二元系三相平衡转变是恒温转变。因此三元系的三相平衡区为一个三维空间区域，多为不规则的三棱柱。 三元系中的三相平衡转变主要有共晶型和包晶型两类 它们的三相平衡区都由参加反应的三个相的三条单变量线构成，三相平衡转变时三个平衡相的成分，分别沿三条单变量线变。共晶型三相平衡转变三相区,是两个三相平衡转变开始面在上，一个三相平衡转变终止面在下；而包晶型三相平衡转变三相区是一个三相平衡转变开始面在上，两个三相平衡转变终止面在下。 四、四相平衡区 三元系在四相平衡时，由相律可知f = C－P+1=3-4+1=0，即温度和四个平衡相的成分是恒定不变的，因此它只能是一定温度时的一个水平面。 三元系中的四相平衡转变主要有共晶型，包共晶型，和包晶型三类，共晶型和包晶型四相平衡面为三角形水平面，包共晶型四相平衡面为四边形水平面。 每个四相平衡面与十二条单变量线相连，每三条单变量线围成一个三相平衡区，因此一个四相平衡面都与四个三相平衡区以面接触，与六个二相平衡区以线接触，与四个单相区以点接触，具体见下图。 3.四相平衡包晶转变平面 （1）四相共晶转变的反应式为：L+α+β→γ。 （2）这种四相平衡平面也是三角形，它的上面与L+α+β三相平衡棱柱衔接，下面与L+α+ γ ，L+ γ +β及α+β+ γ 三个三相平衡棱柱衔接。 四个相点都与三根相线连接；四相区外面的三个相点的三根相线有一根从高温来，两根往低温区；四相区中心的相点的