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1、第八章 三元相图 一、三元相图的成分表示法 二、杠杆定律及重心法则 三、匀晶三元相图 四、简单三元共晶相图 五、固态有限溶解的三元共晶相图 六、有包共晶反应的三元相图 七、 三元包晶相图 八、形成稳定化合物的三元相图 九、三元相图分析法总结 十、三元相图实例,必要性：工业材料为多元合金本章主要内容：1. 三元相图的表达方式，使用方法2几种基本的三元相图立体模型3各种等温截面，变温截面及各相区在浓 度三角形上的投影图4典型合金的凝固过程及组织，各种相变过程及相平衡关系。,一、三元相图的成分表示法 1浓度等边三角形：,三个顶点为纯组元，三条边为二元合金，三角形内任一点为三元合金,一三元相图的成分表
2、示法：等腰三角形,一三元相图的成分表示法：直角坐标系,3浓度三角形中特殊线： 3.1 平行浓度三角形任一边的直线 3.2 从浓度三角形的一个顶点到对边的任意直线,二、杠杆定律及重心法则,单相平衡勿须计算，四相平衡无从计算 1两相平衡：杠杆定律 共线法则：三元合金中两相平衡时合金 成分点与两平衡相成分点在浓度三角形 的同一直线上 杠杆定律表达式 %=EO/DE100%， =OD/DE100%注意：当一个合金O在液相的凝固 过程中，析出相成分不变时，液 相成分一定沿相成分点与O点 连线延长线变化。,2三相平衡重心法则（重量三角形重心） x，y，z分别为，成分点，则 %=oa/ax100%，=ob/
3、by100%， %=oc/cz100%,三、匀晶三元相图,1 立体模型 液相区，固相区，液、固两相区,匀晶三元相图-合金凝固过程及组织,a.平衡凝固 b.蝶形法则：如图 匀晶合金凝固中相成分变化 ，凝固中固、液相成分沿固相面、液相面呈曲线变化，每一个温度下的固、液相成分连线在浓度三角形中投影呈蝴蝶状,3匀晶三元系的等温截面,匀晶三元系两相区中的共轭线，等温截面中两相区平衡两相的成分连线 共轭线的确定：实验确定，测定两平衡相中任一相的一个组元含量,等温截面作用,匀晶三元系等温截面作用：该温度下三元系中各合金的相态 2杠杆定律计算平衡相的相对量3反映液相面、固相面走向和坡度，确定熔点、凝固点,匀晶
4、三元系变温截面：某合金不同温度下状态分析合金的相变过程,四、简单三元共晶相图,1立体模型： 简单三元共晶相图模型 3个初晶液相面，3条单变量线或二元共晶线， 一个三元共晶点, 三相区开始面，结束面，,各相区在浓度三角形上的投影图,简单三元共晶中共晶点,3.二元共晶成分的确定 F4-14 二元共晶成分的确定 共晶成分在变化，切线法确定,简单三元共晶结晶过程 如图x合金LA，LA+B，LA+B+C,2 合金的凝固过程和组织,简单三元共晶,4 简单三元共晶的等温截面二相区：共轭线，三相区：三角形，三个顶点代表成分点,5简单三元共晶的变温截面：平行于浓度三角形一边的变温截面cd ，合金x的结晶过程：L
5、B，LA+B，LA+B+C， 练习：分析p-f之间合金的结晶过程,简单三元共晶的变温截面：通过顶点的变温截面，注意：不能用杠杆定律，F4-17中A1g1 非四相平衡,五、固态有限溶解的三元共晶相图,1 固态有限溶解三元共晶立体模型 三个液相面，三个固溶体相面，一个三元共晶固相面三个二元共晶完毕固相面， 三组二元共晶开始面,固态有限溶解的三元共晶相图,固态有限溶解三元共晶三组六个固溶度面 ： 三条同析线及构成的一个同析台,固态有限溶解三元共晶各相区在浓度三角形上的投影图,固态有限溶解的三元共晶凝固过程,2固态有限溶解三元共晶合金的凝固过程和组织 合金IV L，L+， 合金VI：L，L + ， L
6、+ 同析反应, ,固态有限溶解三元共晶合金的凝固过程和组织,2,3,4,3 固态有限溶解三元共晶合金的等温截面,4 固态有限溶解三元共晶合金的变温截面 xy变温截面 x1：L+，L+ x2：L，L+ x3：L，L+，L+ x4：L，L+， x5：L，L+， ,OP变温截面,六、有包共晶反应的三元相图1立体模型 包共晶反应 L+AM+C4个液相面 5条单变量线三相平衡反应开始面与结束面 （二元共晶结束与四相面重合）,二元包晶反应开始面，结束面2个水平面，2个四相平衡点,2合金的凝固过程和组织 各点合金的组织 如表4-3（表中nmp区需修正） 如合金I：LA 剩余液相交np于n1：L+AM 至n2
7、点，A消失，LM 液相沿e1E：LM+B 液相成分在E点：LM+B+C,3等温截面,4。变温截面,x合金结晶： LA，L+AM，LM，LM+C，LM+B+C y合金结晶： LA，L+AM，L+AM+C，LM+C，LM+B+C5固相有固溶度时的包共晶 包共晶：L+PMd1+c1 包晶反应 LEMd2+b+c2 d1d2，c2c1为M+二元共晶结 束面投影x合金凝固过程：L，液相与np接触，L+M，至P点LP+aMd1+c1，消失 多余液相发生LM+结束,七、有三元包晶反应 的三元相图,1 空间模型（可以与有固溶度三元共晶比较） 三个液相面 三个单相固相面 一个三元包晶反应水平面 一组二元共晶开始
8、、结束面 两组二元包晶反应开始、结束面 六个单相固度面,七、 三元包晶相图,三元包晶,由二元相图推断三元包晶相图,三元包晶相图： 浓度三角形的上投影图,八、形成稳定化合物的三元相图,1形成一个稳定二元化合物的三元相图 特殊截面,2.形成一个稳定三元化合物的三元相图及简化,3.形成几个稳定化合物的三元相图及简化 两种划分法：CX及BY , 正确的划分：检查W的成分,九、三元相图分析法总结-两相平衡-等温截面-成分变化：蝶形规则，共轭线：可用杠杆定律,三元相图分析法总结-两相平衡之变温截面-判定转变温度范围和相转变过程，不能用杠杆定律。,2三元相图分析法总结-三相平衡-等温截面：直边三角形，三顶点
9、为相成分点，可用重心法则,三元相图分析法总结- 三相平衡变温截面： 曲边三角形或多边形,三元相图分析法总结-三相平衡-三相反应的判定： 1. 变温截面上,2.三元相图分析法总结-三相平衡-三相反应的判定-：投影图判断三相反应 液相单变量线穿 过两旁固相成分点连 线的为二元共晶型， 而单变线穿过两旁 固相成分点连线延 长线为二元包晶反 应，且靠近单变线 的为生成相,3三元相图分析法总结-四相平衡 反应类型判断-液相面投影图： 指向结点单变量线数为产物数,3三元相图分析法总结-四相平衡变温截面：根据水平线上、下方三相区判断（见实例）,4三元相图截面图上相区接触法则 相数差为1的两相邻相区线段为界，
10、 差大小1或等于零的为点接触 等温截面上 单相区边界线走向,十、三元相图实例- 1Pb-Sn-Bi系，单变量线的反应及四相平衡点的反应,2 Al-Cu-Mg系 （a）固相面投影图 （b）不同温度下固溶度变化,Al-Cu-Mg合金热处理依据,3.W-C-Co系 -液相面投影图，四相反应部分,W-C-Co系变温截面：分析 W-Co硬质合金生产工艺,相图示例-4MgO-Al2O3-SiO2系 四相平衡反应,5 Fe-Cr-C系- 三相区1-6- 及四相平衡转变,Fe-Cr-C系三相区 1-6 1：L+ 2：L+C1 3:+C2 4:+C1C2 5:+C1 6:+C1C3,1,2,1,5,3,6,4,Fe-Cr-C系四相平衡转变 1175 L+C1+C3 795 +C2+C1 760 +C1+C3 2Cr13法结晶过程（0.2%C） L，L+， -C2，+C2，C2 室温组织，球光体 （共析产物）和碳化物 Cr12（2%C）： L，L+C1， +C1，C1 室温组织：球光体 和莱氏体（共晶体）,1175,795,760,0.2%C,2%C,总目录,
