第6章三元相图.ppt

材 料 科 学 基 础;第6章 三元合金相图Chapter 6 Ternary alloy phase diagrams;6.1 三元相图的成分表示方法;6.1.1 等边成分三角形;等边三角形有一个重要的几何特征：;;课堂练习;课堂练习;课堂练习;课堂练习;A;3. 标出50%A+20%B+30%C的合金;2. 等比例规则：通过△顶点 的直线(如Bg)，此线上的合金，两组元A、C的含量之比为一定值 (WA%/WC% =Cg/Ag).;B;课堂练习;B;A;6.1.2 等腰成分三角形;6.1.3 直角成分三角形;6.2 三元系平衡转变的定量法则 ;2.若两平衡相的成分已知，则合金的成分位于 两平衡相成分的连线上。 ;6.2.2 重心法则 ;先把三相中任两相（α、γ）混成一体，再把混合体与β相混合成合金O。根据直线法则，α-γ成分应在PS线上，同时又在QO成分连线的延长线上，由此可确定交点R是α-γ的成分点。由此可得 同理可得 。 ;6.3 三元匀晶相图;;6.3.1 相图分析;T （℃）;B;B;B;二元相图与三元相图的关系：;6.3.2 等温截面（水平截面） ;;;6.3.3 变温截面（垂直截面） ;;;6.3.4 结晶过程分析 ;B; 若将L和α随T变化的空间曲线投影到成分三角形上，得到碟形曲线。;;;6.4 固态互不溶解的三元共晶相图;A;C;6.4.1 相图分析 ;面：液相面：TAE1EE3TA： L → A  TBE1EE2TB： L → B  TCE3EE2TC： L → C ;C;C;C;C;F=c-p+1=4-p P=3, f=1;C;C;C;C;C; 三元立体相图，虽较全面，但应用起来不方便，所以在实际中，多用平面图来表示,最常用的平面图就是投影图和截面图。;图5-10 简单三元共晶相图及空间各相区;6.4.2 投影图;三元共晶面（固相面）： △ABC 区： 单相区（1个）； 双相区（3个）； 三相区（4个）； 四相区（1个）。;C;e;A;A;e;A;e;A;e;L ? A+B+C;C;C;L ? A;e;e;6.4.3 合金的结晶过程及组织 ; 合金O的结晶过程及组织 ;练习：X、Y、E合金的结晶过程 及室温组织示意图。 ;相的相对量可用重心法则求出：;组织的相对量可用直线法则和杠杆定律确定：;6.4.4 等温截面 ; ;A;6.4.5 变温截面 ;1） 等比截面;e;C;C;平行某一边的变温截面图 ;通过某一顶点的变温截面图 ;6.5 固态有限互溶的三元共晶相图; 1. 相图分析;面：;区：;;;;; 2. 投影图; 2. 投影图; 2. 投影图;3. 平衡冷却??程分析; 利用相同的方法可得出不同成分合金平衡凝固后的室温组织组成物。;4. 垂直截面;由图(b)可知，凡截到四相平衡共晶平面时，在垂直截面中都形成水平线和顶点朝上的曲边三角形，呈现出共晶型四相平衡区和三相平衡区的典型特性。 利用V-W垂直截面可分析合金P的凝固过程，从1点开始凝固出初晶α，至2点开始进入三相区，发生L→α＋γ转变，冷至3点凝固终止，3到4点之间处在α＋γ两相区，无相变发生，在4点以下温度，由于溶解度变化而析出β相进入三相区。室温组织为α初＋（α＋γ）＋βⅡ。;温度关系：TBTATCE1E2E3E;是研究灰口铸铁组元含量与组织变化规律的重要依据。 ;是研究Cr13型不锈钢和Cr12型高碳高铬模具钢的组织与温度关系的重要依据。 ;表6.2 各相区合金冷却时发生的转变 ;6.7 三元相图小结 ;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，三个平衡相的成分也随之而定，因此，在三元相图中，三相平衡区也是一个三维空间区域，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，见图6.45。;图6.45 三元相图中的三相平衡区特征;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都是恒定不变的，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与