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1、熟悉成分三角形、直线法则和重心法则。2、认识等温截面、变温截面和投影图。3、了解三元匀晶相图和固态互不溶解的三元共晶相图。引言5.1三元合金相图的表示方法一、浓度三角形三元合金组元A、B、C,其成分应满足约束条件:成分三角形的三个顶点代表三个组元A、B、C,三角形的三个边AB、BC、CA(长度定为0~100%)分别表示三个二元系(A—B系、B—C系、C—A系)的成分。三角形内任意一点都代表三元合金系的某一成分。按顺时针方向,在浓度三角形内给定点O,分别作A、B、C顶点所对应的边BC、CA、AB的平行线(Oa、Ob、Oc),与三条边分别相交于a、b、c点,则A、B、C组元的浓度为:WA=Ca=OcWB=Ab=OaWC=Bc=Ob注:Oa+Ob+Oc=1二、成分三角形中具有特定意义的线(1)平行于成分三角形某一条边的直线。(2)通过成分三角形某一顶点的直线。通过成分三角形某一顶点的直线,位于该线上的所有三元合金,含另外两个顶点所代表的两组元的质量分数(浓度)的比值是恒定的。两组元质量分数(浓度)的比值为恒定值——等比例规则(等比规则)。三、三元相图的特点三元合金系含有三个组元,恒压下,三元相图是以温度变量为纵轴,两个成分变量为横轴的三维空间图形,由一系列空间曲面及平面将三元相图分隔成许多相区。三元相图的基本特点:(1)完整的三元合金相图是三维立体模型,主要由曲面构成;(2)三元系中可以发生四相平衡转变,四相平衡区是恒温水平面;(3)三元相图中有单相区、两相区、三相区和四相区。除四相平衡区外,一、二、三相区均占有一定空间,是变温转变过程。杠杆定律的推论表达式:Wα=ob/ab=o1b1/a1b1Wβ=oa/ab=o2a2/a2b2Wα+Wβ=1关于直线法则、杠杆法则及相律:(1)在三元合金系中,两相平衡时,相律F=C-P+1=3-2+1=2,除温度外,两相的成分中还有一个相的成分可以独立改变。(2)当给定的合金在一定温度下处于两相平衡状态时,若其中一相的成分给定,另一相的成分点必在两已知成分点的延长线上。(3)若平衡两相的成分点已知,合金成分点必然位于此两成分点的连线上。将两个已知成分的合金P、Q,熔配在一起形成新合金R,则新合金R的成分是多少?根据直线法则,合金R必定在PQ的连线上,且在其重量重心上。法则内容:三元合金系中,由N成分的合金分解为α、β和γ三个相,三个相的成分点依次为D、E、F,则合金N的成分点必然位于三角形DEF的质量重心处。关于重心法则:(1)在三元合金系中,三相平衡时,相律F=3-3+1=1,只有温度一个变量,三个平衡相的成分依赖温度而变化。温度恒定时,三个平衡相的成分为确定值。(2)三相平衡意味着存在三个两相平衡,两相平衡时的连接线为直线,三条连接线组成一个三角形,称为连接三角形。已知成分的三个合金P、Q、N,熔配成一个新的合金R,则合金R成分点必定在△PQN内,且在△PQN质量重心上。合金N分解为α、β和γ三个相,若三个相的成分点为D、E、F,则合金N的成分点必定位于连接三角形DEF的质量重心处。空间模型三元合金相图的空间模型是一个三维的立体图形,它包含温度和两个成分变量。以浓度平面为基础,垂直于浓度平面的坐标为温度坐标,以此构成三元相图的空间图形。如果浓度平面为浓度三角形,那么三元相图为三棱柱体。一、三元匀晶相图分析三元匀晶相图:三个组元在液态下和固态下均无限溶解的相图。匀晶转变:由液相直接结晶出单相固溶体的转变。形成匀晶相图的条件:组元在液相、固相均无限互溶,通常两组元晶体结构相同、原子尺寸相当、电负性相似。三元匀晶相图中的A、B、C三个组元,任意两个组元都可以形成一个二元匀晶相图。三元匀晶相图的三个侧面即这三个二元匀晶相图。其上两个曲面分别为液相面(向上凸)和固相面(向下凹)。两个曲面把相图分为三个相区:液相区(L)、固相区(α)、液固两相共存区(L+α)。二、三元固溶体合金的结晶过程等温截面(isothermalsection)就是以一定温度的水平面与三元相图立体相截,所得到的图形再投影到成分三角上所得到的图形,又称为水平截面(horizontalsection)。它表示三元合金系在某一温度下的相平衡关系。利用一系列等温截面可以分析给定合金的相变和在某一温度下的相状态。利用直线法则和杠杆定律可以计算出两平衡相的相对量。2、变温(垂直)截面变温截面是以垂直于成分三角形的平面去截三元
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