第五章_二元相图_陶杰 主编 化学工业出版.pdf

材料科学基础 第5章相图 5.3 二元相图 1 二元相图的几何规律 1.两个单相区之间必定有一个由这两个相组成的两相区， 而不能以一条线接界。两个两相区必须以单相区或三相水 平线隔开。由此可以看出二元相图中相邻相区的相数差一 个（点接触除外）。这个规律被称为相区接触法则。 2 2.在二元相图中，若是三相平衡，则三相区必为一水平线，这条 水平线与三个单相区的接触点确定了三个平衡相及相浓度。每条水 平线必与三个两相区相邻。铁碳相图中EC、PS水平线都是三相平衡 线。如PS水平线表示 三相区。a相成分由P点确定, r 相成分由S点确定,而Fe3C的成分由三相水平线与Fe3C （为一垂线， 图中未画出）的交点决定 3 3.如果两个恒温转变中有两个相同的相，则这两条水平线 之间一定是由这两个相组成的两相区。如铁区（线）区（ 和碳相图中 线）的共 同相为 线与PS线之间为 两相区。 4 4. 当两相区与单相区的分界线与三相等温线相交，则分界 线的延长线应进入另一两相区，而不会进入单相区 两相区和单相区分界线走向 5 5.3 二元相图 二元匀晶相图 当两个组元化学性质相近，晶体结构相同，晶格参数相差 不大时，它们不仅可以在液态或熔融状态完全互溶，而且 在固态也完全互溶，形成成分可变的连续固溶体，称为无 限固溶体或连续固溶体，它们形成的相图即为匀晶相图或 互溶相图。 由液相结晶出单相固溶体的过程称为匀晶转变。液固态完 全互溶的体系不多，但是包含匀晶转变部分的相图却不少 ，几乎所有的二元系统都含有匀晶转变部分。 6 1.相图分析 由液相结晶出单相固溶体的过程被称为匀晶转变。匀晶转 变可用下式表示L            a 表示匀晶转变的相图称为匀晶相图。大多数合金的相图中 都包含匀晶转变部分。也有一些合金Cu‐Ni，Si‐Be 等只发 生匀晶转变。 Cu‐Ni合金是典型的匀晶系合金，其相图如图所示，匀晶 转变在L+a两相区内完成，自由度为1，结晶在一个温度范 围内完成。 7 图为Cu-Ni的二元匀晶相图，按相图中点线相区进行相图分析。 ①点：相图中的两端点Ta、Tb分别为纯组元Cu、Ni的熔点 ② 线：TaTb凸曲线为液相线，各不同成分的合金加热到该线以 上时全部转变为液相而冷却到该线以下时开始凝固出a固溶 体；TaTb凹曲线为固相线，各不同成分的合金加热到该线时 开始熔化，而冷却到该线以下时全部转变为a固溶体。 Tb