相平衡与相ppt课件

《相平衡与相ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《相平衡与相ppt课件（293页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 第六章第六章 相平衡和相图相平衡和相图 合金相合金相图图是表示合金在是表示合金在热热力学平衡力学平衡条件下相或形状与温度、成分之条件下相或形状与温度、成分之间间关系关系的的图图形，又称形，又称为为形状形状图图或平衡或平衡图图。 合金相合金相图图的用途：的用途： 利用相利用相图图可以知道各种成分的合金在不可以知道各种成分的合金在不同温度下有哪些相及各相的相同温度下有哪些相及各相的相对对含量和含量和成分，以及温度成分，以及温度变变化化时发时发生的相的生的相的变变化。化。 这这种相与相之种相与相之间间的的转变转变称称为为相相变变 。 利用相利用相图图可以分析平衡形状下合金的可以分析平衡形状下合金的

2、组组织织，并，并进进而而预测预测性能。性能。 合金相合金相图还图还是制定合金熔是制定合金熔炼炼、铸铸造、造、锻锻造、造、焊焊接和接和热处热处置工置工艺艺的重要根据。的重要根据。 6.1 相平衡及其研讨方法相平衡及其研讨方法一、相平衡的根本概念一、相平衡的根本概念1、系统、系统 通常，我们把选择的研讨对象称为系通常，我们把选择的研讨对象称为系统。而系统以外的一切物质都称为环境。统。而系统以外的一切物质都称为环境。 当外界条件不变时，假设系统的各种当外界条件不变时，假设系统的各种性质不随时间而改动，那么这系统就处于性质不随时间而改动，那么这系统就处于平衡形状。平衡形状。 没有气相或虽有气相但其影响

3、可忽略没有气相或虽有气相但其影响可忽略不计的系统称为凝聚系统。普通地讲，合不计的系统称为凝聚系统。普通地讲，合金和硅酸盐系统都属于凝聚系统。金和硅酸盐系统都属于凝聚系统。2、相、相 系统中具有一样物理与化学性质的完系统中具有一样物理与化学性质的完全均匀部分的总和称为相。全均匀部分的总和称为相。 系系统统中，相与相之中，相与相之间总间总是以明是以明显显的界的界面相互分开的，称面相互分开的，称为为相界面相界面 。 比如比如 ，纯纯金属金属 ： 固固态时为态时为一个相一个相固相固相 液液态时态时也也为为一个相一个相液相液相 熔点形状下，固体和液体共存，并以熔点形状下，固体和液体共存，并以界面分开，那

4、么就是两个相。界面分开，那么就是两个相。 一个系统中所含相的数目，叫做相一个系统中所含相的数目，叫做相数，以符号数，以符号P表示。表示。 按照相数的不同，系统可以分为：按照相数的不同，系统可以分为：单相系统单相系统P1，二相系统，二相系统P2，三相系统三相系统P3等等。等等。 含有两个相以上的系统，统称为多含有两个相以上的系统，统称为多相系统。相系统。 几点规律：几点规律： 1一种物质可以有几个相。一种物质可以有几个相。 2相是一个笼统的概念，它普通不涉及相是一个笼统的概念，它普通不涉及 详细的形状，也与其能否延续没有关详细的形状，也与其能否延续没有关 系。系。3相与物质的数量多少无关，即一个

5、相相与物质的数量多少无关，即一个相 不一定只含有一种物质。不一定只含有一种物质。4几种物几种物质混合后，既能混合后，既能够构成一个构成一个 相，也能相，也能够构成几个相。构成几个相。 对于固体系于固体系统，有以下几种情况：，有以下几种情况： 构成机械混合物构成机械混合物 生成化合物生成化合物 构成固溶体构成固溶体 同同质多晶景象多晶景象 3、组元、独立组元、组元、独立组元 组元是指系统中每一个能单独分别组元是指系统中每一个能单独分别出来并能独立存在的化学纯物质，也称出来并能独立存在的化学纯物质，也称为组分。组元既可以是纯元素，也可以为组分。组元既可以是纯元素，也可以是稳定的化合物。是稳定的化合

6、物。 在金属合金中，以纯元素为组元，在金属合金中，以纯元素为组元，而在硅酸盐系统中，那么以各氧化物作而在硅酸盐系统中，那么以各氧化物作为系统组元。为系统组元。 独立组元是指足以表示构成平衡系统中各相独立组元是指足以表示构成平衡系统中各相组成所需求的最少数目的物质组元，也称为组成所需求的最少数目的物质组元，也称为独立组分。独立组分。 独立组元的数目，称为独立组元数，以符号独立组元的数目，称为独立组元数，以符号C表示。按照独立组元数目的不同，可以对系统表示。按照独立组元数目的不同，可以对系统分类。通常把具有分类。通常把具有n个独立组元的系统称为个独立组元的系统称为n元系元系统。统。 C1，称为单元

7、系统；，称为单元系统； C2，称为二元系，称为二元系统；统； C3，称为三元系统等。，称为三元系统等。 组元与独立组元的关系：组元与独立组元的关系：1假设系统中不发生化学反响，那么：假设系统中不发生化学反响，那么： 独立组元数物种数即组元数独立组元数物种数即组元数 2假设系统中存在化学反响并建立了平衡，假设系统中存在化学反响并建立了平衡， 那么：那么： 独立组元数物种数一独立化学反响数独立组元数物种数一独立化学反响数 指独立化学平衡关系式数指独立化学平衡关系式数 例如，由例如，由CaCO3、CaO、CO2组成组成的系统，在高温下存在下述反响：的系统，在高温下存在下述反响： 假设该反响可以到达平

8、衡，那么有假设该反响可以到达平衡，那么有一个独立的化学反响平衡常数。一个独立的化学反响平衡常数。 此时，虽然组元数此时，虽然组元数3，但独立组元，但独立组元数数C312。 4、自在度、自在度 在一定范围内，可以恣意改动而不在一定范围内，可以恣意改动而不引起旧相消逝或新相产生的独立变量称引起旧相消逝或新相产生的独立变量称为自在度，平衡系统的自在度数用为自在度，平衡系统的自在度数用F表示。表示。 这些变量主要指组成即组分的浓这些变量主要指组成即组分的浓度、温度和压力等。度、温度和压力等。 5、外界影响要素、外界影响要素 影响系统平衡形状的外界要素包括：温度、影响系统平衡形状的外界要素包括：温度、压

9、力、电场、磁场、重力场等等。外界影响要素压力、电场、磁场、重力场等等。外界影响要素的数目称为影响要素数，用符号的数目称为影响要素数，用符号n表示。表示。 在普通情况下只思索温度和压力对系统平衡在普通情况下只思索温度和压力对系统平衡形状的影响，即形状的影响，即n2。 对于凝聚系统，由于在相变过程中压力坚持对于凝聚系统，由于在相变过程中压力坚持常数，那么外界影响要素主要是温度，即常数，那么外界影响要素主要是温度，即n1。 二、相律二、相律 合金的相平衡条件合金的相平衡条件 ：每个组元在各相中的化：每个组元在各相中的化学位相等。学位相等。 1、相律表达式、相律表达式 FCP十十n FCP十十2 对于

10、凝聚系统，对于凝聚系统，n1 ：FCP十十1 系统中组分数系统中组分数C越多，那么自在度数越多，那么自在度数F就越大；就越大；相数相数P越多，自在度数越多，自在度数F越小；自在度为零时，相越小；自在度为零时，相数最大；相数最小时，自在度最大。数最大；相数最小时，自在度最大。 2、相律的运用、相律的运用 利用相律可以确定系利用相律可以确定系统统中能中能够够存在的最多平存在的最多平 衡相数衡相数 eg1：对单对单元系元系纯纯金属来金属来说说，C=1，fmax=1 温度温度 假假设设f=1，代入得，代入得 P=1 f=0，那么，那么 P=2 最大平衡相数最大平衡相数为为2 eg2：对对于二元系合金来

11、于二元系合金来说说，C=2，fmax=2 假假设设f=2， P=1 f=1， P=2 f=0， P=3 可可见见，二元合金平衡形状最多可有，二元合金平衡形状最多可有三个相共存三个相共存 。 利用相律可以分析凝固景象利用相律可以分析凝固景象eg3：纯纯金属的凝固只能在恒温下金属的凝固只能在恒温下进进展，而二元展，而二元 合金的凝固存在一定的温度范合金的凝固存在一定的温度范围围 纯纯金属凝固金属凝固时时，二相共存，二相共存，P=2，而，而C=1，代入公式，那么，代入公式，那么f=0，温度不能改温度不能改动动。 而二元合金凝固而二元合金凝固时时，也是二相共存，也是二相共存，P=2，C=2，那么，那么

12、 f=CP+1=1，即存在一个，即存在一个变变量。量。对对于于给给定成分的合金，其温度可以定成分的合金，其温度可以变变化。化。 三、相平衡的研讨方法三、相平衡的研讨方法 1、动态法、动态法 最普通的动态法是热分析法。这种方法主最普通的动态法是热分析法。这种方法主要是察看系统中的物质在加热和冷却过程中所要是察看系统中的物质在加热和冷却过程中所发生的热效应。发生的热效应。 热分析法又包括冷却曲线法和差热分折法。热分析法又包括冷却曲线法和差热分折法。此外还有热膨胀曲线法和电导或电阻法。此外还有热膨胀曲线法和电导或电阻法。 冷却曲冷却曲线法法测定相定相图的原理和步的原理和步骤： 配制合金配制合金 测定

13、相定相变临界点界点 冷却曲冷却曲线上的上的转机点即相机点即相变临界点。界点。 作作图 将具有一将具有一样意意义的点的点结合成合成线称称为相相界限。界限。 标注称号注称号 冷却曲线法的特点：冷却曲线法的特点：优点：优点： 方法简单，测定速度较快。方法简单，测定速度较快。缺陷：缺陷： 要求试样均匀，测温要快而准；要求试样均匀，测温要快而准； 2、静态法即淬冷法、静态法即淬冷法) 淬冷法的根本思想是在室温下研讨高温相淬冷法的根本思想是在室温下研讨高温相平衡形状。平衡形状。 淬冷法测定相变临界点的原理：淬冷法测定相变临界点的原理： 对淬火试样进展显微镜察看或对淬火试样进展显微镜察看或x射线物相射线物相

14、分析，据此确定相的数目及其性质随组成、温分析，据此确定相的数目及其性质随组成、温度而改动的关系。度而改动的关系。 淬冷法的特点：淬冷法的特点： 优点：优点： 直观，可以用肉眼借助显微镜直接察看直观，可以用肉眼借助显微镜直接察看 ；准确程度高。准确程度高。 缺陷：缺陷： 实验任务量大，测定相图比较费时；对试实验任务量大，测定相图比较费时；对试样要求严厉。样要求严厉。 四、运用相图时需留意的几个问题四、运用相图时需留意的几个问题 1实践消费过程与相图所表示的平衡过程有差实践消费过程与相图所表示的平衡过程有差 别，会产生介稳相别，会产生介稳相 在实践消费中，退火工艺看作平衡冷在实践消费中，退火工艺看

15、作平衡冷 却。其它工艺均不能完全按照相图进展分却。其它工艺均不能完全按照相图进展分 析，尤其是不能根据相图进展定量分析。析，尤其是不能根据相图进展定量分析。2实践消费条件与相图测定的条件有差别实践消费条件与相图测定的条件有差别 比如比如 ：原料：原料 的纯度。的纯度。 6.2 单元系统相图单元系统相图简称单元相图，或一元相图简称单元相图，或一元相图 一、单元系统相图的表示方法一、单元系统相图的表示方法 普通表示方法普通表示方法 ： 相图上的点相图上的点M：称为形状点。：称为形状点。 二、单元系统相图的根本类型二、单元系统相图的根本类型 1、具有多晶转变的单元系统相图、具有多晶转变的单元系统相图

16、 介稳相是指在其稳定存在的范围之外可以介稳相是指在其稳定存在的范围之外可以存在的相。介稳通常包含两方面的含意：一方面存在的相。介稳通常包含两方面的含意：一方面介稳相只需适当控制条件可以长时间存在而不发介稳相只需适当控制条件可以长时间存在而不发生相变；另一方面，介稳相与相应条件下的稳定生相变；另一方面，介稳相与相应条件下的稳定相相比含有较高的能量，因此，它存在着自发转相相比含有较高的能量，因此，它存在着自发转变成稳定相的趋势，而且这种转变是不可逆的。变成稳定相的趋势，而且这种转变是不可逆的。 1稳定相平衡部分即定相平衡部分即实线部分部分 相区：相区： FCD是液相区；是液相区； ABE是是-晶型

17、的相区；晶型的相区； EBCF是是-晶型的相区，晶型的相区， 在在ABCD以下是气相区。以下是气相区。 相界限：相界限：CD线：是液相和气相两相平衡共存：是液相和气相两相平衡共存线，即液相，即液相 的蒸的蒸发曲曲线；BC线：是：是-晶型和气相两相平衡共存晶型和气相两相平衡共存线，即，即- 晶型的升晶型的升华曲曲线；AB线：是：是-晶型和气相两相平衡共存晶型和气相两相平衡共存线，即，即- 晶型的升晶型的升华曲曲线；CF线：是：是-晶型和液相两相平衡共存晶型和液相两相平衡共存线，即，即- 晶型的熔融曲晶型的熔融曲线；BE线线：是：是-晶型和晶型和-晶型两相平衡共存晶型两相平衡共存线线，即，即 两种

18、晶型之两种晶型之间间的多晶的多晶转变转变曲曲线线。特性点：特性点： B点：是点：是-晶型、晶型、-晶型和气相三相平衡共存晶型和气相三相平衡共存 点，也叫多晶点，也叫多晶转变转变点；点；C点：是点：是-晶型、液相和气相三相平衡共存点，晶型、液相和气相三相平衡共存点， 也是也是-晶型的熔点。晶型的熔点。2介介稳相平衡部分虚相平衡部分虚线部分部分 相区：相区： FCGH：是：是过冷液体的介冷液体的介稳形状区；形状区； EBGH：是：是过热-晶型的介晶型的介稳相区；相区； EBK：是：是过冷冷-晶型的介晶型的介稳相区。相区。 相界限：相界限： BK线：是：是过冷冷-晶型的升晶型的升华曲曲线； BG线线

19、：是：是过热过热-晶型的升晶型的升华华曲曲线线；CG线线：是：是过过冷液相的蒸冷液相的蒸发发曲曲线线；GH线线：是：是过热过热-晶型的熔融曲晶型的熔融曲线线。特性点：特性点： G点：是点：是过热过热-晶型、晶型、过过冷液相和蒸气三相平衡冷液相和蒸气三相平衡 共存的介共存的介稳稳三相点三相点 。是。是过热过热-晶型的熔晶型的熔 点。点。3相相图的特点的特点 晶体的升晶体的升华曲曲线或延伸或延伸线与液体的蒸与液体的蒸发曲曲线或延伸或延伸线的交点是的交点是该晶体的熔点。晶体的熔点。 两种晶型的升两种晶型的升华曲曲线的交点是两种晶型的多晶的交点是两种晶型的多晶转变点。点。 在同一温度下，蒸气在同一温度

20、下，蒸气压低的相更加低的相更加稳定。所以，定。所以，介介稳平衡的虚平衡的虚线，总是在是在稳定平衡的定平衡的实线上方上方 。交交汇汇于三相点的三条平衡曲于三相点的三条平衡曲线线相互之相互之间间的位置遵照下面两条准那么：的位置遵照下面两条准那么：a、每条曲、每条曲线线越越过过三相点的延伸三相点的延伸线线必定在另必定在另外两条曲外两条曲线线之之间间。 b、同一温度、同一温度时时，在三相点附近比容差最大，在三相点附近比容差最大的两相之的两相之间间的的单变单变量曲量曲线线或其介或其介稳稳延伸延伸线线居中居中间间位置。位置。 主要区别在于固主要区别在于固-液平衡的熔融曲线液平衡的熔融曲线OC线线倾斜方向不

21、同。倾斜方向不同。 图图6.14中中OC线远离压力轴向右倾斜，表示线远离压力轴向右倾斜，表示压力增大时熔点升高。具有这种性质的物质，压力增大时熔点升高。具有这种性质的物质，称为硫型物质。称为硫型物质。 图图6.13中，中，OC线向左倾斜，表示熔点随压线向左倾斜，表示熔点随压力添加而降低。具有这种性质的物质，称为水力添加而降低。具有这种性质的物质，称为水型物质。型物质。 克拉克拉贝龙贝龙-克克劳劳修斯修斯 Clapeyron-Clausius 方程式方程式 ： 式中：式中：P压压力；力； T温度；温度； H相相变热变热效效应应； V相相变变前后的体前后的体积变积变化。化。 对于固相的升于固相的升

22、华：方程式右方都是正方程式右方都是正值吸吸热为正，正，V气气V固固 升升0 对于液相的蒸于液相的蒸发：方程式右方也都是正方程式右方也都是正值吸吸热为正，正，V气气V液液 蒸蒸0 对于同一物于同一物质，由于有，由于有H升升华H蒸蒸发 升升 蒸蒸 固相的熔融：固相的熔融：首先，首先，V很小，所以斜率一定很大。因此：很小，所以斜率一定很大。因此： | |熔熔| |升升| |蒸蒸 固相熔融曲固相熔融曲线线的方向：的方向： 比如，冰熔化比如，冰熔化时时体体积积收收缩缩，即，即V固固V液，液，V0，而熔化，而熔化为为吸吸热过热过程，程，H0，所以：，所以： 熔熔0 因此，冰的熔点随因此，冰的熔点随压压力升

23、高而下降。力升高而下降。 2、可逆与不可逆多晶转变、可逆与不可逆多晶转变 可逆转变又称为双向转变，不可逆可逆转变又称为双向转变，不可逆转变称为单向转变。转变称为单向转变。 1具有可逆多晶转变的单元相图具有可逆多晶转变的单元相图 忽略忽略压压力力对对熔点和熔点和转变转变点的影响，那么加点的影响，那么加热热或冷却或冷却时发时发生的生的转变转变可以表示如下：可以表示如下： 相相图图的特点：的特点： 晶型晶型和晶型和晶型都有本人都有本人稳稳定存在的温度范定存在的温度范围围。 多晶多晶转变转变的温度低于两种晶型的熔点。的温度低于两种晶型的熔点。 2具有不可逆多晶转变的单元相图具有不可逆多晶转变的单元相图

24、 整个转变过程可以用下式表示：整个转变过程可以用下式表示： 相相图图的特点：的特点： 多晶多晶转变转变的温度高于两种晶型的熔点。的温度高于两种晶型的熔点。 晶型晶型没有本人没有本人稳稳定存在的温度范定存在的温度范围围。 阐阐明：明： 介介稳稳相向相向稳稳定相的定相的转变过转变过程有程有时时不是直接不是直接完成的，它先要依次完成的，它先要依次经过经过中中间间的介的介稳稳形状，最形状，最后才后才变为变为在在该该温度下的温度下的稳稳定形状，定形状，这这个个规规律称律称为阶为阶段段转变转变定律。定律。 三、专业单元系统相图举例三、专业单元系统相图举例 1、SiO2系统相图系统相图1SiO2的多晶转变的

25、多晶转变 一一级变级变体体间间的的转变转变 是指不同系列，如石英、是指不同系列，如石英、鳞鳞石英、方石英石英、方石英和熔体之和熔体之间间的相互的相互转变转变。 特点：特点： a、为为重建性重建性转变转变，转变转变速度非常速度非常缓缓慢。慢。 b、这这种种转变转变通常是由晶体的外表开通常是由晶体的外表开场场逐逐渐渐向向 内部内部进进展的。展的。 要使要使转变转变加快，必需参与加快，必需参与矿矿化化剂剂。 二二级变级变体体间间的的转变转变 是指同系列中的是指同系列中的、形状之形状之间间的的转变转变，也称也称为为高低温型高低温型转变转变。 特点：特点： a、为为位移性位移性转变转变，转变转变速度迅速

26、。速度迅速。 b、转变转变是可逆的。是可逆的。 c、转变转变在一个确定的温度下，于全部晶体内在一个确定的温度下，于全部晶体内 发发生。生。 2SiO2相图分析相图分析 稳稳定的相平衡关系定的相平衡关系 相区：相区： LMR：石英区；石英区； RMNS：石英区；石英区； SNDT：鳞鳞石英区；石英区； TDOU：方石英区；方石英区； UOC：熔体区；：熔体区； LMNDOC以下：气相区。以下：气相区。 相界限：相界限： LM线、MN线、ND线、DO线：固：固态SiO2的的升升华曲曲线； OC线：熔体的蒸：熔体的蒸发曲曲线； MR线、NS线、DT线：多晶：多晶转变线； OU线：方石英的熔化曲方石英

27、的熔化曲线。特性点：特性点： M、N、D：多晶：多晶转变点；点； O：方石英的熔点。方石英的熔点。 介介稳转变稳转变的的规规律律a、NN线线是是过热过热石英的升石英的升华华曲曲线线； N点是点是过热过热石英直接石英直接转变为转变为熔体的温熔体的温度。度。b、DD线线是是过热过热鳞鳞石英的升石英的升华华曲曲线线； D点是点是过热过热鳞鳞石英直接石英直接转变为转变为熔体的熔体的温度。温度。 c、ON线为过线为过冷熔体的蒸冷熔体的蒸发发曲曲线线。 d、方石英冷却方石英冷却时时，不是，不是转变为转变为鳞鳞石石英，而是在英，而是在过过冷到冷到230时转变为时转变为方方石英。石英。 e、鳞鳞石英冷却石英冷

28、却时时，不是，不是转变为转变为石英，石英，而是在而是在过过冷到冷到163时转变为时转变为鳞鳞石英，石英，鳞鳞石英冷却到石英冷却到120时时又又转变转变成成鳞鳞石英。石英。 阐明：明： 、方石英、方石英、鳞石英、石英、鳞石英石英虽然都是然都是低温下的低温下的热力学不力学不稳定定态，但，但这些相些相实践上可践上可以以长期期坚持本人的形状而存在。持本人的形状而存在。 、石英与石英与石英在石英在573的相互的相互转变，普通，普通不出不出现过热或或过冷景象。冷景象。、SiO2的的实践多晶践多晶转变，大都按上述介，大都按上述介稳转变的的规律律进展。展。 3SiO2相相图的的实践运用践运用 硅硅质耐火耐火资

29、料的制料的制备 硅硅质耐火耐火资料俗称硅料俗称硅砖。它是由。它是由9798天然石英或砂岩与天然石英或砂岩与23的的CaO，分，分别粉碎成粉碎成颗粒，再粒，再进展混合成型，展混合成型，经高温高温烧成的。成的。 几条原那么：几条原那么： (a) 为了了获得得稳定的致密硅定的致密硅砖制品，硅制品，硅砖中中应该以以鳞石英石英为主晶相，方石英晶体越少越好。主晶相，方石英晶体越少越好。 (b) 为为了保了保证证充分充分鳞鳞石英化，硅石英化，硅砖砖的的烧烧成温度成温度应应该选择该选择在在8701470之之间间，并，并应应有有较长较长的保温的保温期和加期和加矿矿化化剂剂 常用的常用的矿矿化化剂剂是是Fe、Mn

30、、Ca的的氧化物，参与氧化物，参与矿矿化化剂剂可以促可以促进进-石英石英转变为转变为-鳞鳞石英石英 。烧烧成之后加快降温。成之后加快降温。 (c) 烤窑烤窑过过程中在程中在120、163、230、573应缓应缓慢慢进进展。在展。在573以后可加快升温速度。以后可加快升温速度。 (d) 该该种种资资料在料在8701470温度范温度范围围内运用内运用较为较为适宜。适宜。 对压电资对压电资料制料制备备的指点作用的指点作用 制制备备SiO2压电资压电资料，就是要想方法料，就是要想方法获获得得石英石英单单晶晶组织组织。 假假设设采用提拉法，由于是从液采用提拉法，由于是从液态态石英中生石英中生长单长单晶，

31、因此首先得到的是晶，因此首先得到的是-方石英。假方石英。假设设按按普通冷却速度降温，最后得到的普通冷却速度降温，最后得到的产产物将是物将是-方方石英。石英。 目前普通采用水目前普通采用水热热合成法制合成法制备备石英石英单单晶。晶。 2、C2S系统相图系统相图 3、ZrO2系统相图系统相图 4、金刚石相图、金刚石相图 5、硫的相图、硫的相图 6、纯铁相图、纯铁相图 作作业： P.3686.3 6.3 二元系统相图二元系统相图 简称二元相图简称二元相图 一、二元系统相图的表示方法一、二元系统相图的表示方法 二、杠杆规那么二、杠杆规那么 成分成分为x%Ni的合金在的合金在t温度下由两相温度下由两相L

32、a+b组成。成。 设：液相含量：液相含量为WL，对应的成分在的成分在a点，点，为xL； 固相含量固相含量为W，对应的成分在的成分在b点，点，为x； 那么有：那么有： WL|ar| =W|rb| WL(xxL) =W(xx) 杠杆定律的表达式杠杆定律的表达式 对上述方程进展转换：对上述方程进展转换： 即：两个相的相对含量可以经过成分计算出来。即：两个相的相对含量可以经过成分计算出来。 阐明：明：1、杠杆定律的运用步、杠杆定律的运用步骤 找出三个成分点位置。找出三个成分点位置。 分分别求得合金、液相求得合金、液相L、固相、固相的成分的成分 。 按公式按公式计算含量成反比。算含量成反比。2、杠杆定律

33、的运用条件、杠杆定律的运用条件 平衡条件。平衡条件。 两相区。两相区。 三、二元系统相图的根本类型三、二元系统相图的根本类型 1、构成延续固溶体的二元系统相图、构成延续固溶体的二元系统相图 匀晶相图匀晶相图 由液相结晶出单相固溶体的过程称为匀晶由液相结晶出单相固溶体的过程称为匀晶转变。转变。 假设两个组元在液态无限互溶，在固态也假设两个组元在液态无限互溶，在固态也无限互溶即构成单一的固溶体，此时将只无限互溶即构成单一的固溶体，此时将只存在匀晶转变。这种只需匀晶转变的合金所构存在匀晶转变。这种只需匀晶转变的合金所构成的相图，就称为匀晶相图。成的相图，就称为匀晶相图。 1相相图分析分析 特性点特性

34、点 a点：点：A组元的熔点；元的熔点； b点：点：B组元的熔点。元的熔点。 相界限相界限 液相液相线线：冷却：冷却时时，由液相，由液相结结晶出固相的起始晶出固相的起始线线； 加加热时热时，由固相，由固相转变为转变为液相的液相的终终了了线线。 固相固相线线：冷却：冷却时时，液相，液相转变为转变为固相的固相的终终了了线线； 加加热时热时，固相，固相转变为转变为液相的起始液相的起始线线。 相区相区 液相液相线线以上以上为为液相区：液相区：L； 固相固相线线以下以下为为固相区：固相区：S； 中中间为间为两相并存区：两相并存区：L+S。 2固溶体的平衡凝固固溶体的平衡凝固 T2温度温度 ：温度温度 相平

35、衡相平衡 液相成分液相成分 固相成分固相成分 T1 L1S1 L1S1T2 L2S2 L2S2T3 L3S3 L3S3固溶体凝固的特点：固溶体凝固的特点： 异分异分结晶晶 异分异分结晶指的是晶指的是结晶出的固相与母相化学晶出的固相与母相化学成分不同的成分不同的结晶晶过程，也称程，也称为选择结晶。晶。 通常，固相中含有通常，固相中含有较多的高熔点多的高熔点组元，而元，而液相中含有液相中含有较多的低熔点多的低熔点组元。元。 而而纯物物质结晶晶时，所，所结晶出的晶体与母相晶出的晶体与母相的化学成分完全一的化学成分完全一样，所以称，所以称为同分同分结晶。晶。 在冷却在冷却过过程中，液相的成分不断沿液相

36、程中，液相的成分不断沿液相线变线变化，化，而固相的成分沿固相而固相的成分沿固相线变线变化化 平衡凝固的一个重要特征平衡凝固的一个重要特征 固溶体合金的凝固，需求一定的温度范固溶体合金的凝固，需求一定的温度范围围 在在这这个温度范个温度范围围内，每一温度下只能内，每一温度下只能结结晶晶出一定数量的固相。随着温度的降低，固相的出一定数量的固相。随着温度的降低，固相的数量添加。数量添加。3固溶体的不平衡凝固固溶体的不平衡凝固 不平衡凝固不平衡凝固时，固相的成分不是沿固相，固相的成分不是沿固相线变化，而是要偏离固相化，而是要偏离固相线。 而且，冷却速度越大，偏离固相而且，冷却速度越大，偏离固相线的程度

37、越大。的程度越大。 凝固后，固相内部的成分不均匀。凝固后，固相内部的成分不均匀。这这种种景象称景象称为为偏析。偏析。 而偏析的程度，可以用分布系数而偏析的程度，可以用分布系数K0来描画。分布系数是指溶来描画。分布系数是指溶质质在固相中的在固相中的浓浓度与在液相中的度与在液相中的浓浓度的比度的比值值 。 式中：式中：k0分布系数，也称分布系数，也称为为平衡平衡分配系数；分配系数； CS固相的平衡固相的平衡浓浓度，即某温度下度，即某温度下相平衡相平衡时时固相的溶固相的溶质浓质浓度；度； CL液相的平衡液相的平衡浓浓度，即某温度下度，即某温度下相平衡相平衡时时液相的溶液相的溶质浓质浓度。度。 两种情

38、况：两种情况： a、 1 此时，此时，k0越小，那么液固相线之间越小，那么液固相线之间的程度间隔越大，阐明偏析越严重。的程度间隔越大，阐明偏析越严重。b、 1 此时，此时，k0越大，液固相线之间的程越大，液固相线之间的程度间隔越大，那么偏析越严重。度间隔越大，那么偏析越严重。 2、构成不延续固溶体的二元系统相图、构成不延续固溶体的二元系统相图 大多数二元系统的组元之间在液态下可以无大多数二元系统的组元之间在液态下可以无限互溶，而在固态下只能有限溶解，限互溶，而在固态下只能有限溶解， 从而构成从而构成更加复杂的二元相图。更加复杂的二元相图。1具有低共熔点并构成有限固溶体的二元相图具有低共熔点并构

39、成有限固溶体的二元相图 共晶相图共晶相图 、相、相图图分析分析 特性点特性点 ：a：纯纯A的熔点的熔点b：纯纯B的熔点的熔点C：B组组元在元在A组组元中的最大溶解度点元中的最大溶解度点 B在在A中构成的固溶体，以符号中构成的固溶体，以符号SA(B)表表D：A在在B中的最大溶解度点中的最大溶解度点 A在在B中的固溶体以符号中的固溶体以符号SB(A)表示表示E：称为低共熔点，或共晶点，其对应温度称为共：称为低共熔点，或共晶点，其对应温度称为共晶温度晶温度 ，或低共熔温度，或低共熔温度 成分对应于共晶点成分对应于共晶点E点的合金，称为共点的合金，称为共晶合金；晶合金； 成分位于共晶点以左，成分位于共

40、晶点以左，C点以右的合金，称点以右的合金，称为亚共晶合晶；为亚共晶合晶； 成分位于共晶点以右，成分位于共晶点以右，D点以左的合金，称点以左的合金，称为过共晶合金；为过共晶合金； 假设成分位于假设成分位于C点以左，或点以左，或D点以右，那点以右，那么合金只需固溶体转变，故称为固溶体合金。么合金只需固溶体转变，故称为固溶体合金。F：室温下，：室温下，B在在SA(B)固溶体中的溶解度点固溶体中的溶解度点G：室温下，：室温下，A在在SB(A)固溶体中的溶解度点。固溶体中的溶解度点。 特性线特性线 ：aE、bE为液相线：为液相线： aE：冷却：冷却时时，LSA(B)的起始的起始线线； 加加热时热时，SA

41、(B)L的的终终了了线线 bE：冷却：冷却时时，LSB(A)的起始的起始线线； 加加热时热时，SB(A)L的的终终了了线线 aCDb为为固相固相线线： aC：冷却：冷却时时，LSA(B)的的终终了了线线； 加加热时热时，SA(B)L的起始的起始线线 bD：冷却：冷却时时，LSB(A)的的终终了了线线； 加加热时热时，SB(A)L的起始的起始线线 CED：称：称为为共晶共晶线线，它是一根程度，它是一根程度线线，即恒温，即恒温 线线，共晶，共晶线线的特征如下的特征如下图图： 共晶共晶线线上上发发生的生的转变转变是：是：L(E)SA(B)(C)+ SB(A)(D)，这这种在恒温下，由一定成分的液一种

42、在恒温下，由一定成分的液一样时结样时结晶出两个成分一定的固相的晶出两个成分一定的固相的转变过转变过程，就程，就是共晶是共晶转变转变，或共晶反响。，或共晶反响。 CF、DG为为溶解度曲溶解度曲线线或称或称为为固溶度曲固溶度曲线线，简简称称为为固溶固溶线线。CFB在在SA(B)固溶体中的溶解度曲固溶体中的溶解度曲线线，其含，其含义义为为：冷却：冷却时时，随温度，随温度，溶解度，溶解度，那么从，那么从SA(B)相中析出多余的相中析出多余的B来，普通是析出来，普通是析出SB(A)相来。相来。DGA在在SB(A)固溶体中的溶解度曲固溶体中的溶解度曲线线，随温度，随温度下降，将从下降，将从SB(A)固溶体

43、中析出固溶体中析出SA(B)相来。相来。 相区相区 ：三个单相区：三个单相区： L：液相：液相 SA(B)：B在在A中的固溶体中的固溶体 SB(A)：A在在B中的固溶体。中的固溶体。三个两相区：三个两相区： L+ SA(B) L+ SB(A) SA(B)+ SB(A)一个三相区一个三相区CED线：线：LSA(B)SB(A)相接触法那么：相相接触法那么：相邻相区的相数相差一个。相区的相数相差一个。、典型合金的平衡、典型合金的平衡结晶晶过程程 合金合金M的的结晶晶过程：程： L1点点H点之点之间 ：匀晶：匀晶转变 温度温度刚到到H点点时 ： SB(A)%= 100% L(E)%= 100% H点点

44、 ：剩余液相：剩余液相发发生共晶生共晶转变转变 L(E)SA(B)(C)+ SB(A)(D) 使一切液相全部耗使一切液相全部耗费费完完 SA(B)%= 100% SB(A)%= 100% H点以后点以后 ：固：固态态下的脱溶下的脱溶转变转变。 通常，将脱溶通常，将脱溶转变转变析出的相称析出的相称为为次生相次生相 次次生相也可以用下生相也可以用下标标表示表示 。 SA(B) C SB(A) SB(A) D SA(B) 直到室温，直到室温，转变终了。了。 SA(B)%= 100% SB(A)%= 100% 途径途径图： 练习：分析合金练习：分析合金O1、O2的平衡凝固过的平衡凝固过程程 用途径图表

45、示用途径图表示 2具有转熔点并构成有限固溶体的二元相图 包晶相图 相相图图分析分析特性点特性点 ：a，纯纯A的熔点的熔点b，纯纯B的熔点的熔点P，包晶，包晶转变转变液相成分点，也称液相成分点，也称为转为转熔点熔点C，B在在A中中 或或SA(B)固溶体中固溶体中 的最大溶解度点的最大溶解度点D，A在在B中中 即即SB(A)固溶体中固溶体中 的最大溶解度点的最大溶解度点 F，室温下，室温下B在在A中的最大溶解度中的最大溶解度G，室温下，室温下A在在B中的最大溶解度中的最大溶解度 特性特性线线 ：aPb为为液相液相线线： aP线线：冷却：冷却时时LSA(B)的起始的起始线线， 加加热时热时SA(B)

46、L的的终终了了线线 Pb线线：冷却：冷却时时LSB(A)的起始的起始线线， 加加热时热时SB(A)L的的终终了了线线 aCDb线为线为固相固相线线： aC线线：冷却：冷却时时LSA(B)的的终终了了线线， 加加热时热时SA(B)L的起始的起始线线 Db线线：冷却：冷却时时LSB(A)的的终终了了线线， 加加热时热时SB(A)L的起始的起始线线 PCD称称为转为转熔熔转变线转变线，或包晶，或包晶转变线转变线： 这这种在一定温度下，由一定成分的液相与种在一定温度下，由一定成分的液相与一定成分的固相作用，构成另外一个一定成分一定成分的固相作用，构成另外一个一定成分的固相的的固相的转变过转变过程，称程

47、，称为转为转熔熔转变转变，或包晶，或包晶转转变变或包晶反响。或包晶反响。CF、DG线线是两条溶解度曲是两条溶解度曲线线： CF线线：是：是B在在SA(B)固溶体中的溶解度曲固溶体中的溶解度曲线线 SA(B) SB(A) DG线线：A在在SB(A)固溶体中的溶解度曲固溶体中的溶解度曲线线 SB(A)SA(B) 相区相区 ：三个单相区：三个单相区： L：液相：液相 SA(B)：B在在A中的固溶体中的固溶体 SB(A)：A在在B中的固溶体。中的固溶体。三个两相区：三个两相区： L+ SA(B) L+ SB(A) SA(B)+ SB(A)一个三相区一个三相区PCD线：线：LSA(B)SB(A) 典型合

48、金的平衡典型合金的平衡结结晶晶过过程程 合金合金O1的平衡的平衡结晶晶过程：程： 冷却冷却结晶晶过程中各相含量的程中各相含量的计算算 刚刚冷却到冷却到2点温度点温度时，由，由LSB(A)组成：成： 在在2点包晶转变终了后，由点包晶转变终了后，由LSA(B)组成：组成： 在室温下，又是由在室温下，又是由SA(B)SB(A)组成：组成： 练习：分析合金练习：分析合金O2、O3的平衡凝固过程的平衡凝固过程用途径图表示用途径图表示 不平衡不平衡结结晶晶 简简介介 包晶转变是一个非常缓慢的过程。包晶转变是一个非常缓慢的过程。 在实践消费中，由于冷却速度比较在实践消费中，由于冷却速度比较快，能够造本钱来应

49、该消逝的固相快，能够造本钱来应该消逝的固相B晶晶相部分地被保管下来，从而构成不平相部分地被保管下来，从而构成不平衡组织。衡组织。 3、其它类型的二元合金相图 1具有其它方式恒温转变的相图 共晶转变是指在恒温下，由一定成分的液一共晶转变是指在恒温下，由一定成分的液一样时结晶出两个成分一定的固相的转变过程。样时结晶出两个成分一定的固相的转变过程。 共析转变是指在恒定温度下，由一个固相分共析转变是指在恒定温度下，由一个固相分解为另外两个成分一定的固相的转变。解为另外两个成分一定的固相的转变。 偏晶转变是指由一个液相分解为一个固相和偏晶转变是指由一个液相分解为一个固相和另一个液相的恒温转变。另一个液相

50、的恒温转变。 熔晶转变是指从一个固相转变成一个液相和熔晶转变是指从一个固相转变成一个液相和另一个固相的恒温转变。另一个固相的恒温转变。 包晶转变是指在一定温度下，由一定成分包晶转变是指在一定温度下，由一定成分的液相与一定成分的固相作用，构成另外一个的液相与一定成分的固相作用，构成另外一个一定成分的固相的转变过程。一定成分的固相的转变过程。 包析转变是指两个成分一定的固相在恒温包析转变是指两个成分一定的固相在恒温下转变为另外一个新固相的过程。下转变为另外一个新固相的过程。 合晶转变是指由两个液相合晶转变是指由两个液相L1、L2相互作用，相互作用，生成一个一定成分的固相的恒温转变。生成一个一定成分

51、的固相的恒温转变。 2两个组元在固态完全不溶的二元共晶相图两个组元在固态完全不溶的二元共晶相图 A、B两个组元在固态完全不溶解，那两个组元在固态完全不溶解，那么它们之间不会构成固溶体，而是以纯组元的么它们之间不会构成固溶体，而是以纯组元的方式存在。两个固相的单相区在相图中紧缩成方式存在。两个固相的单相区在相图中紧缩成两条垂线，同时没有固态下的脱溶转变。两条垂线，同时没有固态下的脱溶转变。 合金合金M的平衡结晶过程为：的平衡结晶过程为： 3两两组元构成化合物的二元相元构成化合物的二元相图 具有具有稳定化合物的相定化合物的相图 所所谓稳定化合物，是指具有固定熔定化合物，是指具有固定熔点，在熔点以下

52、可以点，在熔点以下可以稳定存在，即一直定存在，即一直保特其固有构造而不保特其固有构造而不发生分解的化合物，生分解的化合物，也称也称为一致熔融化合物，或同成分熔融一致熔融化合物，或同成分熔融化合物。化合物。 A、B组元之间构成了一个稳定化合物组元之间构成了一个稳定化合物AmBn。对于这种相图，可以将化合物作为组。对于这种相图，可以将化合物作为组元对待，而将相图分成左右两个部分来分析：元对待，而将相图分成左右两个部分来分析： 假设成分在假设成分在AAmBn之间，那么按左边之间，那么按左边部分相图部分相图AAmBn相图分析；相图分析； 假设成分在假设成分在AmBnB之间，那么按右边之间，那么按右边部

53、分相图部分相图AmBnB相图分析；相图分析； 构成不构成不稳稳定化合物的相定化合物的相图图 不不稳稳定化合物是指加定化合物是指加热热至一定温度即至一定温度即发发生生分解的化合物。不分解的化合物。不稳稳定化合物也称定化合物也称为为不一致熔不一致熔融化合物，或异成分熔融化合物。融化合物，或异成分熔融化合物。 对对于于这这种相种相图图，要，要进进展整体分析，不能将展整体分析，不能将化合物作化合物作为组为组元元对对待。待。 合金合金1结晶过程：结晶过程： 4固相中有化合物生成与分解的二元系固相中有化合物生成与分解的二元系统相相图图图6.31中中 ：T1温度下生成化合物：温度下生成化合物：T2温度下发生

54、化合物的分解：温度下发生化合物的分解：图图6.32中只需化合物的生成，没有化合物的分解。中只需化合物的生成，没有化合物的分解。 5具有多晶转变的二元系统相图具有多晶转变的二元系统相图 TP程度程度线线上上发发生的就是多晶生的就是多晶转变转变。 图图6.33中，多晶中，多晶转变转变温度高于低共熔温度温度高于低共熔温度 A A 通常将通常将P点称点称为为多晶多晶转变转变点点 。图图6.34中，多晶中，多晶转变转变温度低于低共熔温度。温度低于低共熔温度。 A A 6具有液相分层的二元系统相图具有液相分层的二元系统相图 简介简介 区域区域CKD，称，称为为二液区。二液区。 K点的温度称点的温度称为为临

55、临界温度。界温度。 KC线线：冷却：冷却时时，L1L2的起始的起始线线； 加加热时热时，L2L1终终了了线线。 KD线线：冷却：冷却时时，L2L1的起始的起始线线； 加加热时热时，L1L2终终了了线线。 HCD线线：偏晶：偏晶转变线转变线 合金M结晶过程： 四、二元系统专业相图四、二元系统专业相图 1、分析方法、分析方法 1了解系统中各种物质的性质。了解系统中各种物质的性质。 2分析系统中各点、线、区所表达的相平衡分析系统中各点、线、区所表达的相平衡 关系。关系。3找出三相共存程度线，确定三相平衡转变找出三相共存程度线，确定三相平衡转变 的性质。的性质。4分析熔体的冷却结晶过程或加热过程。运用

56、分析熔体的冷却结晶过程或加热过程。运用 杠杆规那么计算系统中两平衡相的相对含量。杠杆规那么计算系统中两平衡相的相对含量。2、Al2O3-SiO2系统相图系统相图 A3S2为为莫来石莫来石3Al2O32SiO2的的简简称。莫称。莫来石是一种化合物，但它可以溶入少量来石是一种化合物，但它可以溶入少量Al2O3构成有限固溶体构成有限固溶体 。 图图(a) 的条件：运用高的条件：运用高纯纯原料原料试样试样并在密并在密封条件下封条件下进进展相平衡展相平衡实验实验，A3S2是一致熔融化是一致熔融化合物。合物。 图图(b)的条件：当的条件：当试样试样中含有少量碱金属等中含有少量碱金属等杂质杂质，或相平衡，或

57、相平衡实验实验是在非密封条件下是在非密封条件下进进展展时时，A3S2为为不一致熔融不一致熔融 。1相图分析相图分析 图图(a)中，两条程度线均为共晶转变中，两条程度线均为共晶转变 ： 图图(b)中，两条程度线分别为包晶转变线中，两条程度线分别为包晶转变线和共晶转变线和共晶转变线 2相相图运用运用 对硅硅铝质耐火耐火资料分料分类，确定，确定矿物物组成成 分析分析Al2O3含量含量对对硅硅铝质铝质耐火耐火资资料性能的影响料性能的影响 出出现现液相的温度越低或在液相的温度越低或在该该温度下温度下产产生的生的液相量越多，那么耐火度越低，耐火性能越差。液相量越多，那么耐火度越低，耐火性能越差。 对对于硅

58、于硅质质耐火耐火资资料：假料：假设设Al2O3的含量添的含量添加，那么液相加，那么液相线线，即熔点急，即熔点急剧剧下降，下降，这样这样就会就会使硅使硅砖砖的耐火度大大下降。的耐火度大大下降。这阐这阐明明Al2O3是硅是硅砖砖中极中极为为有害的有害的杂质组杂质组分。分。 对于粘土砖和高铝砖，随对于粘土砖和高铝砖，随Al2O3的的含量添加，资料的耐火性能又是逐渐得含量添加，资料的耐火性能又是逐渐得到改善。这是由于到改善。这是由于Al2O3含量的添加使液含量的添加使液相线的温度不断提高和耐高温的莫来石相线的温度不断提高和耐高温的莫来石晶相的含量不断添加的缘故。晶相的含量不断添加的缘故。 3、Na2O

59、-SiO2系系统统相相图图N2S正硅酸正硅酸钠钠 2Na2OSiO2 NS偏硅酸偏硅酸钠钠 Na2OSiO2 NS2二硅酸二硅酸钠钠 Na2O2SiO2 N3S8 3Na2O8SiO2 Na2O-NS分二元系分二元系统统 ： 1180，包晶，包晶转变转变： 1022，共晶，共晶转变转变： NS-NS2分二元系分二元系统统 ： 846，共晶，共晶转变转变： 710，多晶，多晶转变转变： NS2-SiO2分二元系分二元系统统 ： 1470，多晶，多晶转变转变： 870，多晶，多晶转变转变： 808，包晶，包晶转变转变： 799，共晶，共晶转变转变： 710，多晶，多晶转变转变： 700，共析，共析

60、转变转变： 4、CaO-SiO2系系统统相相图图 可以构成四种化合物：可以构成四种化合物： CS硅灰石硅灰石 CaOSiO2 C3S2硅硅钙钙石石 3CaO2SiO2 C2S硅酸二硅酸二钙钙 或称或称贝贝利特利特 2CaOSiO2 C3S硅酸三硅酸三钙钙 或称阿利特或称阿利特 3CaOSiO2 5、MgO-SiO2系系统统相相图图 有两个化合物：有两个化合物： Mg2SiO4镁镁橄橄揽揽石石 或写或写为为2MgOSiO2，以，以 M2S表示表示 ，它是一致熔融化合物；，它是一致熔融化合物；MgSiO3顽顽火火辉辉石石 或写或写为为MgOSiO2，以，以MS 表示表示 ，它是不一致熔融化合物。，

61、它是不一致熔融化合物。6、CaO-Al2O3系系统统相相图图 该该系系统统共有共有C3A，C12A7，CA，CA2和和CA6五个化合物，其中五个化合物，其中C3A、CA、CA2和和CA6均均为为不一致熔融化合物，分解温度分不一致熔融化合物，分解温度分别为别为1535、1608，1770和和1860。C12A7在在通常温度的空气中通常温度的空气中为为一致熔融化合物。一致熔融化合物。 7、MgO-Al2O3系统相图系统相图 图图中中MgO和和Al2O3之之间间可以相互溶可以相互溶解，因此，它解，因此，它们们均以固溶体的方式存在。均以固溶体的方式存在。另外，另外，MgO和和Al2O3之之间还间还可以

62、构成一可以构成一个个稳稳定化合物定化合物MA，即，即镁铝镁铝尖晶石尖晶石 MgOAl2O3 ，该该化合物也是以固溶体的化合物也是以固溶体的方式存在。方式存在。 8、BaO-TiO2系系统统相相图图 BaO-TiO2系系统统有五个化合物：有五个化合物：Ba2TiO4、BaTiO3、BaTi2O5、BaTi3O7、BaTi4O9。 其中其中Ba2TiO4和和BaTiO3为为一致熔融化合物，一致熔融化合物，熔点分熔点分别为别为1860和和1612。 而而BaTi2O5，BaTi3O7，BaTi4O9是不一是不一致熔融化合物。致熔融化合物。 9、铁碳合金相图、铁碳合金相图 铁碳合金中的碳有两种存在方式

63、：渗碳体铁碳合金中的碳有两种存在方式：渗碳体Fe3C和石墨和石墨G。图中实线为。图中实线为FeFe3C相图，虚线为相图，虚线为FeG相图。相图。 图中有三条程度线：包晶转变线、共晶转图中有三条程度线：包晶转变线、共晶转变线、共析转变线。变线、共析转变线。 6.4 三元系统相图三元系统相图 简称三元相图简称三元相图 两种方法：两种方法： 在合金中找出两个主要在合金中找出两个主要组元，然后就参元，然后就参考考这两个两个组元元组成的二元相成的二元相图，再，再结合合其它其它组元的影响来元的影响来进展分析研展分析研讨。 运用多元合金相运用多元合金相图，直接分析多元合金，直接分析多元合金的的结晶晶规律。律

64、。 一、三元相一、三元相图图的表示方法的表示方法 底面三角形，表示成分，常称其底面三角形，表示成分，常称其为为成分三成分三角形，或角形，或浓浓度三角形，或吉普斯三角形；度三角形，或吉普斯三角形； 垂直于底面三角形的坐垂直于底面三角形的坐标轴标轴，表示温度，表示温度，。 1、浓度三角形、浓度三角形 a、三角形的三个顶点、三角形的三个顶点A、B、C分别表示三个纯分别表示三个纯组元组元A、B、C b、三角形的三个边长、三角形的三个边长AB、BC、CA分别表示三分别表示三个二元合金系个二元合金系A-B、B-C、C-A的成分的成分 c、三角形内的恣意一点那么代表一定成分的三、三角形内的恣意一点那么代表一

65、定成分的三元合金元合金 过过O点顺序作三角形三条底边的平行线：点顺序作三角形三条底边的平行线： 平行于平行于BC边的平行线为边的平行线为Oa 平行于平行于CA边的平行线为边的平行线为Ob 平行于平行于AB边的平行线为边的平行线为Oc 那么由等边三角形的特性知：那么由等边三角形的特性知： Oa+Ob+Oc=AB=BC=CA 假设等边三角形的边长代表合金成分总量，假设等边三角形的边长代表合金成分总量，定为定为100%，那么，那么Oa+Ob+Oc=100% 即可以分别用即可以分别用Oa、Ob、Oc来代表三个组来代表三个组元的含量。元的含量。 又由于：又由于：Oa=Ab，Ob=Bc，Oc=Ca，那么，

66、那么可由可由Ab、Bc、Ca代表三个组元的含量。代表三个组元的含量。 Ab段表示合金段表示合金O中中B组元的含量组元的含量 Bc段表示合金段表示合金O中中C组元的含量组元的含量 Ca段表示合金段表示合金O中中A组元的含量组元的含量 结论：平行底边的直线表示对角的成分。结论：平行底边的直线表示对角的成分。成分大小用间隔底边的间隔，即两条平行线之成分大小用间隔底边的间隔，即两条平行线之间的线段表示。间的线段表示。 推论：在浓度三角形中，一个三元系统的推论：在浓度三角形中，一个三元系统的组成点愈接近某个顶点，该顶点所代表的组元组成点愈接近某个顶点，该顶点所代表的组元的含量就愈高；反之，组成点愈远离某

67、个顶点，的含量就愈高；反之，组成点愈远离某个顶点，系统中该顶点组元的含量就愈少。系统中该顶点组元的含量就愈少。 x点的成分：55%A+20%B+25%C 2、三元相图的平面化、三元相图的平面化 1程度截面程度截面 即在三元相图上截取平行于成分三角形即即在三元相图上截取平行于成分三角形即垂直于温度轴的截面，也称为等温截面。垂直于温度轴的截面，也称为等温截面。 程度截面上可以用杠杆定律程度截面上可以用杠杆定律 。2垂直截面垂直截面 是在三元相图上沿垂直于成分三角形的方向是在三元相图上沿垂直于成分三角形的方向所作的截面，也称为变温截面。所作的截面，也称为变温截面。 阐明明 ：垂直截面的截取不是恣意的

68、，它普通按垂直截面的截取不是恣意的，它普通按浓度三度三角形中的两种特定角形中的两种特定线来来进展截取展截取 平行于三角平行于三角形底形底边的直的直线 或或经过三角形三角形顶点的直点的直线 垂直截面垂直截面图与二元相与二元相图有些有些类似，但在运用似，但在运用时要留意区要留意区别 利用垂直截面只能分析凝固利用垂直截面只能分析凝固过程，分析相程，分析相变温度，分析合金不同温度下的形状，但不能温度，分析合金不同温度下的形状，但不能对相的成分和相相的成分和相对含量含量进展展计算和分析，即不能运算和分析，即不能运用杠杆定律。用杠杆定律。 3投影图投影图 投影图有两种：投影图有两种： 一种是把空间相图的一

69、切相区间的交线都一种是把空间相图的一切相区间的交线都投影到成分三角形中投影到成分三角形中 。 另一种是把一系列等温截面中的相界限都另一种是把一系列等温截面中的相界限都投影到成分三角形中，并在每条线上注明相应投影到成分三角形中，并在每条线上注明相应的温度，这样的投影图就称为等温线投影图。的温度，这样的投影图就称为等温线投影图。 二、浓度三角形的性质二、浓度三角形的性质1、等含量规那么、等含量规那么 内容：平行于三角形底边的直线上，一切内容：平行于三角形底边的直线上，一切各点的组成中所含对面顶点组元的含量相等。各点的组成中所含对面顶点组元的含量相等。 平行于平行于AC边的直线上，边的直线上，B组元

70、成分一定；组元成分一定； 平行于平行于BC边的直线上，边的直线上，A组元成分一定；组元成分一定； 平行于平行于AB边的直线上，边的直线上，C组元成分一定。组元成分一定。 Q、P、R等各点所代表的合金中，C组元的含量相等，都为c，变化的只是A、B组元的含量。 2、等比例、等比例规规那么那么 内容：内容：经过经过三角形三角形顶顶点的直点的直线线上，一切各点上，一切各点的的组组成中所含的由另两个成中所含的由另两个顶顶点所代表的两个点所代表的两个组组元元的的浓浓度之比是恒定的。度之比是恒定的。 如如CD线线上一切各点所代表的合金中，上一切各点所代表的合金中，A、B、C三个三个组组元的含量元的含量虽虽然

71、都不一然都不一样样，但，但A、B二二组组元元含量的比含量的比值值是不是不变变的，都等于的，都等于BD AD。 成反比关系成反比关系3、背向线规那么、背向线规那么 内容：在浓度三角形中假设有一熔体在冷内容：在浓度三角形中假设有一熔体在冷却时析出某一顶点所代表的组元，那么液相中却时析出某一顶点所代表的组元，那么液相中该顶点组元的含量不断减少，而其他两个组元该顶点组元的含量不断减少，而其他两个组元的含量之比坚持不变，这时液相组成点必定沿的含量之比坚持不变，这时液相组成点必定沿着该顶点与熔体组成点的连线向背叛该顶点的着该顶点与熔体组成点的连线向背叛该顶点的方向挪动。方向挪动。 4、杠杆规那么、杠杆规那

72、么 内容：设两个组成知的三元混合物或相内容：设两个组成知的三元混合物或相混合成一个新混合物或相，那么新混合混合成一个新混合物或相，那么新混合物或相的组成点必在两个原始混合物或物或相的组成点必在两个原始混合物或相组成点的连线上，且位于两点之间，两个相组成点的连线上，且位于两点之间，两个原始混合物或相的质量之比与它们的组成原始混合物或相的质量之比与它们的组成点到新混合物或相组成点之间的间隔成反点到新混合物或相组成点之间的间隔成反比。比。 比如：有比如：有P、Q两个合金，知其成分分两个合金，知其成分分别别为为：P合金合金60%A+20%B+20%C；Q合金合金20%A+40%B+40%C；又知；又知

73、P合金在新配成的合金在新配成的合金中所占百分比合金中所占百分比为为75%。求新合金的成分：。求新合金的成分： 知：知： =75% 代入代入AC坐坐标轴上的坐上的坐标值 ： =75%，求得：，求得： xA=50 再代入再代入AB坐坐标轴上的坐上的坐标值 ： =75%，解之：，解之： xB=25 再由再由 xA + xB + xC =100 xC=25 新合金新合金R的成分：的成分：50%A+25%B+25%C 推论：推论： 由一相分解为两相时，这两相组成由一相分解为两相时，这两相组成点必然分布于原始组成点的两侧，且三点必然分布于原始组成点的两侧，且三点成一条直线，而且在该直线上可以利点成一条直线

74、，而且在该直线上可以利用杠杆规那么求得两相的相对含量。用杠杆规那么求得两相的相对含量。 5、重心规那么、重心规那么 1重心位置重心位置规那么那么 M、N、Q三相混合，构成新相三相混合，构成新相P，P点点处在在MNQ内部。内部。 MNS， SQP MNQP 重心位置重心位置规那么那么 含义：含义： P相可以经过相可以经过M、N、Q三相合成而得，三相合成而得，P相的数量等于相的数量等于M、N、Q三相数量之总和，三相数量之总和，P相相的组成点处于的组成点处于M、N、Q三相所构成的三角形三相所构成的三角形内，其确切位置可用杠杆规那么分步求得。内，其确切位置可用杠杆规那么分步求得。 反之，从反之，从P相

75、可以分解出相可以分解出M、N、Q三相。三相。假设知假设知M、N、Q三相的成分，那么可以分两三相的成分，那么可以分两步运用杠杆规那么求出它们的相对含量。步运用杠杆规那么求出它们的相对含量。 P点所处的这种位置称为重心位置。点所处的这种位置称为重心位置。 留意：这里的重心位置是指质量中心，或留意：这里的重心位置是指质量中心，或力学中心位置，而并非几何中心位置力学中心位置，而并非几何中心位置 。 假设假设P为液相点，那么上述过程为低共熔为液相点，那么上述过程为低共熔过程，或称为三相共晶转变。过程，或称为三相共晶转变。 假设假设P为固相点，那么上述过程称为三相为固相点，那么上述过程称为三相共析转变。共

76、析转变。 2交叉位置交叉位置规那么那么 新相新相P点的位置不在点的位置不在M、N、Q所构成的三所构成的三角形内，而是在三角形某条角形内，而是在三角形某条边的外的外侧，且在另，且在另外两条外两条边的延伸的延伸线所所夹的范的范围内。内。 MNT， PQT PQMN 交叉位置交叉位置规那么那么 含义：含义：P和和Q合成可以得到合成可以得到M和和N相，或要相，或要使使P相分解为相分解为M和和N，必需参与，必需参与Q。反之，。反之，M、N相合成也可以得到相合成也可以得到P和和Q相。相。 当当P点为液相组成点的位置时，上述转变点为液相组成点的位置时，上述转变就是液相回吸一种晶相而结晶析出另外两种晶就是液相

77、回吸一种晶相而结晶析出另外两种晶相的一次转熔过程，这种转变称为单转熔转变，相的一次转熔过程，这种转变称为单转熔转变，或包共晶转变。或包共晶转变。 假设假设P点也为固相成分，这种转变就称为点也为固相成分，这种转变就称为包共析转变。包共析转变。 3共共轭位置位置规那么那么 P点点处在在M、N、Q三相所构成的三角形某三相所构成的三角形某顶角的外角的外侧，且在构成此，且在构成此顶角的二条角的二条边的延伸的延伸线范范围内。内。 PQNM 共共轭位置位置规那么那么 含含义：要由：要由P转变为M，必需在，必需在P中参与中参与N和和Q才可以才可以实现。 当当P点为液相点时，便是液相回吸两种晶点为液相点时，便是

78、液相回吸两种晶相而析出另外一种晶相的二次转熔过程。这种相而析出另外一种晶相的二次转熔过程。这种转变称为双转熔转变，或包晶转变。转变称为双转熔转变，或包晶转变。 假设假设P点也为固相成分，这种转变就称为点也为固相成分，这种转变就称为包析转变。包析转变。 重心规那么重心规那么 的的 用途：用途： 判别无变量点的性质判别无变量点的性质 。三、三元系统相图的根本类型三、三元系统相图的根本类型1、具有一个低共熔点的三元系统相图、具有一个低共熔点的三元系统相图 三元共晶相图三元共晶相图 三个组元在液相中完全互溶，在固相中完三个组元在液相中完全互溶，在固相中完全不互溶，三组元各自从液相分别析晶，不构全不互溶

79、，三组元各自从液相分别析晶，不构成固溶体，不生成化合物成固溶体，不生成化合物 1立体形状图立体形状图 二相共晶二相共晶线线 ： E1E表示表示LA+B二相共晶的二相共晶二相共晶的二相共晶转变线转变线 E2E表示表示LB+C二相共晶的二相共晶二相共晶的二相共晶转变线转变线 E3E表示表示LC+A二相共晶的二相共晶二相共晶的二相共晶转变线转变线 三相共晶点三相共晶点 或三元低共熔点或三元低共熔点 ： 三条二相共晶三条二相共晶线线的交点的交点E LA+B+C 该转变该转变在恒温下在恒温下进进展，是一个程度面，展，是一个程度面，这这个个程度面就称程度面就称为为三相共晶面。三相共晶面。 液相面液相面 A

80、E1EE3A面：它是面：它是LA晶相的起始温度；晶相的起始温度； BE1EE2B面：它是面：它是LB晶相的起始温度；晶相的起始温度； CE2EE3C面：它是面：它是LC晶相的起始温度。晶相的起始温度。 三个液相面的交三个液相面的交线线就是三条二相共晶就是三条二相共晶线线E1E、E2E和和E3E，也称，也称为为界限，或界限，或单变单变量量线线。最后。最后汇汇于于一点一点E，称，称为为三相共晶点三相共晶点 。 固相面固相面 过过E点的三相共晶面。点的三相共晶面。 图图中未画出中未画出 一切一切经过该经过该面的合金，都面的合金，都经过经过三相三相共晶共晶转变转变 L A+B+C 将一切液相全部将一切

81、液相全部转变转变完。完。 相区相区 液相面以上的空液相面以上的空间间是液相存在的是液相存在的单单相区；相区； 固相面以下是三种固相平衡共存的相区；固相面以下是三种固相平衡共存的相区； 在液相面和固相面之在液相面和固相面之间间的空的空间间内是液相和内是液相和一种晶相平衡共存的二相区或液相与两种晶相一种晶相平衡共存的二相区或液相与两种晶相平衡并存的三相区。平衡并存的三相区。 2平面投影图平面投影图 三角形的三个三角形的三个顶顶点点A、B、C是三个是三个单单元系元系统统的的投影投影 三条三条边边是三个二元系是三个二元系统统的投影的投影 e1、e2和和e3分分别别是三个二元系是三个二元系统统的低共熔点

82、的低共熔点的投影。的投影。 三个初晶区三个初晶区 A 、 B 、 C 是三个液相面的投影是三个液相面的投影 含含义义：假：假设设合金合金处处于某初晶区中，那么就于某初晶区中，那么就要要发发生从生从L相开相开场场析出析出该该初晶的初晶的转变转变。 比如：合金比如：合金处处于于Ae1Ee3A区中，那么区中，那么发发生生的的转变为转变为LA晶相；晶相； 合金合金处处于于Be1Ee2B区中，那么区中，那么发发生的生的转变转变为为LB晶相；晶相； 合金合金处处于于Ce2Ee3C区中，那么区中，那么发发生的生的转变转变为为LC晶相。晶相。 三条界限三条界限e1E，e2E和和e3E是空是空间间中的三条界限中

83、的三条界限的投影的投影 含含义义：假：假设设合金冷却合金冷却结结晶晶过过程中，液相成程中，液相成分到达了分到达了这这三条三条线线上，那么上，那么发发生生对应对应的二相共的二相共晶晶转变转变。 e1E：LA+B二相共晶二相共晶 e2E：LB+C二相共晶二相共晶 e3E：LC+A二相共晶二相共晶 E点是空点是空间间形状形状图图中低共熔点中低共熔点E点的投点的投影影 称称为为无无变变量点量点 含含义义：当液相成分到达：当液相成分到达E点点时时，发发生生三相共晶三相共晶转变转变。即：。即： LA+B+C 3投影投影图上的温度表示方法上的温度表示方法 将一些固定的点如将一些固定的点如纯组元或化合物的元或

84、化合物的熔点，二元和三元的无熔点，二元和三元的无变量点等的温量点等的温度直接度直接标在在图上或另列表注明。上或另列表注明。 在界限上用箭在界限上用箭头表示温度的下降方向。表示温度的下降方向。三角形三角形边上的箭上的箭头那么表示二元系那么表示二元系统中中液相液相线温度下降的方向。温度下降的方向。 在初晶区内，温度用等温在初晶区内，温度用等温线线表示。所表示。所谓谓等温等温线线是指程度截面与立体相是指程度截面与立体相图图的曲面相交所构成的的曲面相交所构成的交交线线，通常，在等温，通常，在等温线线上要注明温度。上要注明温度。 液相面愈陡，投影液相面愈陡，投影图图上等温上等温线线便愈密。便愈密。 根据

85、投影根据投影图图上的等温上的等温线线可以确定熔体在什可以确定熔体在什么温度下开么温度下开场结场结晶以及系晶以及系统统在某温度在某温度时时与固相与固相平衡的液相平衡的液相组组成。成。 4冷却结晶过程冷却结晶过程 三元熔体M的冷却结晶过程 ：5冷却结晶过程中各相含量的计算冷却结晶过程中各相含量的计算 当液相组成刚刚到达当液相组成刚刚到达D点时，系统中为组点时，系统中为组成成D的液相与的液相与C晶相两相平衡并存晶相两相平衡并存 。 当液相刚刚到达当液相刚刚到达E点时，系统中为组成点时，系统中为组成E的的液相、液相、A晶相、晶相、C晶相三相平衡共存晶相三相平衡共存 。 先求出液相量和总的固相包含先求出

86、液相量和总的固相包含A、C两两种晶相的混合物量种晶相的混合物量 ： 再求两种晶相的含量再求两种晶相的含量 ：2、具有一个一致熔融、具有一个一致熔融 二元化合物的三元二元化合物的三元 系统相图系统相图 1初晶区初晶区 四个初晶区：四个初晶区：A、B、C为三为三个纯组元的初晶区，个纯组元的初晶区，S为化合物为化合物S的初晶区。的初晶区。它们的成分分别在它们的成分分别在A、B、C、S点。点。 含义：假设合金位于某初晶区中，那么在含义：假设合金位于某初晶区中，那么在冷却结晶时，首先发生的转变是从液相中析出冷却结晶时，首先发生的转变是从液相中析出对应的初晶。对应的初晶。 化合物化合物S的组成点的组成点S

87、在其初晶区内部。这是在其初晶区内部。这是一致熔融化合物的特点。一致熔融化合物的特点。 2界限界限 e1E1线：LA+S二相共晶二相共晶 e2E2线：LB+S二相共晶二相共晶 e3E2线：LB+C二相共晶二相共晶 e4E1线：LA+C二相共晶二相共晶 E1E2线：LC+S二相共晶二相共晶 3三元无变量点三元无变量点 El点：点：LE1 ASC E2点：点：LE2 BSC E1、E2这两个点都是低共熔点。这两个点都是低共熔点。 4CS线线 CS线为线为C和和S两个晶相组成点之间的连线，两个晶相组成点之间的连线，通常就称为连结线，简称为连线，也称为共轭通常就称为连结线，简称为连线，也称为共轭线。线。

88、 CS线反映的是以C和S为组元的二元系统。该二元系统也是一个简单的共晶转变，其共晶点为m点。m点是连结线和界限的交点。 由于m点又是界限E1E2上的温度最高点，因此m点又被称为鞍形点，也称为范雷恩点。 现实上，图中，AS线、SB线、BC线、CA线也都是衔接线，它们与界限的交点e1、e2、e3、e4也都是鞍形点。 5连线规那么连线规那么 连线规那么是用来判别界限温度下降方向连线规那么是用来判别界限温度下降方向的一个规那么，也称为最高温度规那么。的一个规那么，也称为最高温度规那么。 内容：在三元系统中，两个初晶区之间的内容：在三元系统中，两个初晶区之间的界限或其延伸线，假设和这两个晶相的组界限或其

89、延伸线，假设和这两个晶相的组成点的连线或其延伸线相交，那么交点是成点的连线或其延伸线相交，那么交点是界限上的温度最高点，界限上的温度是随着分界限上的温度最高点，界限上的温度是随着分开上述交点而下降的。开上述交点而下降的。 连线规那么包括三种情况连线规那么包括三种情况 ： 第一种情况：界限与相对应的连线直接相第一种情况：界限与相对应的连线直接相交。这种情况出如今有一致熔融化合物的相图交。这种情况出如今有一致熔融化合物的相图中。中。 第二种情况：界限与相对应的连线的延伸第二种情况：界限与相对应的连线的延伸线相交；第三种情况：界限的延伸线与相对应线相交；第三种情况：界限的延伸线与相对应的连线相交。这

90、二种情况普通出如今含有不一的连线相交。这二种情况普通出如今含有不一致熔融化合物的相图中。致熔融化合物的相图中。 6副三角形及三角形副三角形及三角形规那么那么 副三角形副三角形 副三角形是指副三角形是指浓度三角形中，与某无度三角形中，与某无变量量点点处液相相平衡的三个晶相的液相相平衡的三个晶相的组成点成点连成的三成的三角形。角形。 由于每个副三角形都是一个独立的最由于每个副三角形都是一个独立的最简单的三元系的三元系统，所以副三角形又称，所以副三角形又称为分三元系分三元系统。 三角形三角形规规那么那么 三角形三角形规规那么是用来确定那么是用来确定结结晶晶产产物和物和结结晶晶终终了点的一个了点的一个

91、规规那么。那么。 内容：先划分副三角形，那么原始熔体内容：先划分副三角形，那么原始熔体组组成点所在三角形的三个成点所在三角形的三个顶顶点表示的物点表示的物质质即即为为其其结结晶晶产产物；与物；与这这三个物三个物质质相相对应对应的初晶区所包的初晶区所包围围的无的无变变量点是其量点是其结结晶晶终终了点。了点。 阐明：阐明：a、根据三角形规那么既可以判别原始熔体的结晶、根据三角形规那么既可以判别原始熔体的结晶终了点，同时也可以判别哪些物质可以同时获得终了点，同时也可以判别哪些物质可以同时获得，哪些那么是不能够的。，哪些那么是不能够的。 b、副三角形的划分原那么：划分出的副三角形应、副三角形的划分原那

92、么：划分出的副三角形应该含有对应的三元无变量点，且副三角形之间不该含有对应的三元无变量点，且副三角形之间不能重叠。能重叠。 c、与副三角形对应的无变量点可以在三角形内，、与副三角形对应的无变量点可以在三角形内，也可以在三角形外。后者出现于有不一致熔融化也可以在三角形外。后者出现于有不一致熔融化合物的三元系统中。合物的三元系统中。 d、关于副三角形的划分，有二种方法：、关于副三角形的划分，有二种方法： 一是根据三元无变量点划分，即把三元无一是根据三元无变量点划分，即把三元无变量点周围三个初晶区所对应的晶相的组成点变量点周围三个初晶区所对应的晶相的组成点衔接起来构成三角形。该三角形就是与该三元衔接

93、起来构成三角形。该三角形就是与该三元无变量点对应的副三角形。无变量点对应的副三角形。 另一种方法是把相邻两个初晶区所对应的另一种方法是把相邻两个初晶区所对应的晶相组成点连起来，不相邻的不要连，这样也晶相组成点连起来，不相邻的不要连，这样也可以划分出副三角形来。可以划分出副三角形来。 3、具有一个一致熔融、具有一个一致熔融 三元化合物的三元三元化合物的三元 系统相图系统相图 一个一致熔融的三元化合物一个一致熔融的三元化合物S AmBnCq ，其初晶区，其初晶区为为 S ，组组成点成点为为S。 由由图图可可见见，组组成点成点S和初晶区和初晶区 S 都都位于位于ABC内部，且内部，且组组成点在它本人

94、的成点在它本人的初晶区初晶区 S 内。内。 图中图中: 4个初晶区：个初晶区：A、B、C和和S。 6条界限：条界限：e1E1、e2E2、e3E3、E1E2、E2E3和和 E1E3。 3个三元低共熔点：个三元低共熔点：E1、E2和和E3。 连线连线AS、BS、和、和CS都代表一个真都代表一个真正的二元系统，正的二元系统，m1、m2和和m3都是鞍形都是鞍形点，分别为其二元低共熔点。点，分别为其二元低共熔点。 用连线规那么可以判别各界限的温度下降方向，并用标在界限上的箭头表示温度的下降方向。 根据划分副三角形的方法可以把系统划分为三个副三角形ASC、BSC和ABS。可以看出每一个副三角形都相当于一个

95、最简单的三元系统。 4、具有一个不一致熔融、具有一个不一致熔融 二元化合物的三元系二元化合物的三元系 统相图统相图 l相图引见相图引见 A、B两组元间生成一个不一致熔融化合两组元间生成一个不一致熔融化合物物S。化合物。化合物S的组成点不在其初晶区内，这是的组成点不在其初晶区内，这是一切不一致熔融二元或三元化合物在相图上的一切不一致熔融二元或三元化合物在相图上的特征。特征。 判别化合物性质的方法：不论二元或三元判别化合物性质的方法：不论二元或三元化合物，其组成点在本人的初晶区以内的，是化合物，其组成点在本人的初晶区以内的，是一致熔融化合物；组成点在本人的初晶区以外一致熔融化合物；组成点在本人的初

96、晶区以外的，是不一致熔融化合物。的，是不一致熔融化合物。 初晶区初晶区 4个初晶区个初晶区 A 、 B 、 C 、 S 。 界限界限 e1E线线：LA+S二相共晶二相共晶 e2P线线：LB+C二相共晶二相共晶 e3E线线：LA+C二相共晶二相共晶 PE线线：LC+S二相共晶二相共晶 pP线线：LBS 留意：单箭头表示共熔性质的界限，留意：单箭头表示共熔性质的界限，而双箭头表示转熔性质的界限。而双箭头表示转熔性质的界限。 界限性质的判别方法：界限性质的判别方法： 经过界限上各点作切线与两相应晶相经过界限上各点作切线与两相应晶相组成点的连线相交，假设交点都在连线之组成点的连线相交，假设交点都在连线

97、之内那么为共熔界限；内那么为共熔界限； 假假设设交点都在交点都在连线连线之外之外 即与即与连线连线的的延伸延伸线线相交相交 ，那么，那么为转为转熔界限，且是熔界限，且是远远离交点的那个晶相被离交点的那个晶相被转转熔熔 回吸回吸 ； 假假设设交点恰好和一晶相交点恰好和一晶相组组成点重合，成点重合，那么那么该该点点为为界限性界限性质转变质转变点，在点，在该该点的点的液相只析出液相只析出该该晶相晶相组组成点所代表的晶相。成点所代表的晶相。 这这种方法称种方法称为为切切线规线规那那么么 无无变变量点量点E、P E点：点：LE ASC 共晶共晶转变转变 P点：点：LPB S十十C 单转单转熔熔过过程，或

98、包共晶程，或包共晶转变转变 无无变变量点性量点性质质的判的判别别方法：方法：、根据重心、根据重心规规那么判那么判别别 假假设设无无变变量点量点处处于相于相对应对应的副三角形内的的副三角形内的重心位置，重心位置，该该无无变变量点量点为为低共熔点。低共熔点。 假假设设无无变变量点量点处处于相于相应应的副三角形之外，的副三角形之外，那么是那么是转转熔点，而且在交叉位置的是熔点，而且在交叉位置的是单转单转熔点，熔点，在共在共轭轭位置的是双位置的是双转转熔点。熔点。 、根据无、根据无变变量点周量点周围围三条界限的温度下降方向三条界限的温度下降方向进进展判展判别别 假假设设无无变变量点周量点周围围三条界限

99、上的温降箭三条界限上的温降箭头头都都指向它，指向它，该该无无变变量点是低共熔点；量点是低共熔点； 假假设设无无变变量点周量点周围围三条界限的温降箭三条界限的温降箭头头有两有两个指向它，一个箭个指向它，一个箭头头分开它，分开它，这这个无个无变变量点是量点是单单转转熔点；熔点； 假假设设无无变变量点周量点周围围三条界限的温降箭三条界限的温降箭头头有一有一个指向它，另外两个箭个指向它，另外两个箭头头分开它，分开它，这这个无个无变变量点量点是双是双转转熔点。熔点。 在三元相图中，低共熔点也称为三在三元相图中，低共熔点也称为三升点，由于从该点出发有三条升温界限；升点，由于从该点出发有三条升温界限； 单转

100、熔点又称双升点，由于从该点单转熔点又称双升点，由于从该点出发有两条升温界限；出发有两条升温界限； 双转熔点又称双降点，由于从该点双转熔点又称双降点，由于从该点出发有两条降温的界限。出发有两条降温的界限。 2冷却结晶过程冷却结晶过程 熔体熔体l的结晶过程：的结晶过程：熔体熔体2的结晶过程：的结晶过程：熔体熔体3的结晶过程：的结晶过程：几点几点规律：律： 熔体的熔体的结晶晶过程，一定是在与熔体程，一定是在与熔体组成点所在成点所在副三角形相副三角形相应的无的无变量点量点结晶晶终了，而与此无了，而与此无变量点能否在量点能否在该三角形内无关。三角形内无关。 双升点双升点P上的上的转变过程能程能够有三种不

101、同的有三种不同的结果：果： a、液相先消逝，、液相先消逝，B晶相有剩余，晶相有剩余，结晶晶过程在程在P点点终了。了。 b、晶相、晶相B先消逝，液相有剩余，转熔终了，结晶先消逝，液相有剩余，转熔终了，结晶未终了，液相组成要继续沿着界限降低温度，未终了，液相组成要继续沿着界限降低温度，析出晶体。析出晶体。c、液相与、液相与B晶一样时消逝，结晶终了，结晶产物晶一样时消逝，结晶终了，结晶产物为为S、C两种晶相。两种晶相。 所以转熔点可以是结晶终了点，也可以不所以转熔点可以是结晶终了点，也可以不是。低共熔点那么一定是结晶终了点。是。低共熔点那么一定是结晶终了点。 在在转转熔熔线线上的上的结结晶晶过过程，

102、有程，有时时会出会出现现液液相相组组成点分开界限成点分开界限进进入初晶区的景象，入初晶区的景象，称之称之为为“穿相区。穿相区。 “穿相区景象一定穿相区景象一定发发生在界限生在界限转转熔熔的的过过程中。当被回吸的晶相被回吸完程中。当被回吸的晶相被回吸完时时，系系统统中只剩下液相和一种晶相两相平衡中只剩下液相和一种晶相两相平衡共存共存时时，才能，才能够发够发生。生。 5、具有一个不一致熔融三元化合物的、具有一个不一致熔融三元化合物的三元系三元系 统相图统相图 1相相图分析分析 图a： 图中有四个初晶区，六条界限，三个无中有四个初晶区，六条界限，三个无变量点。量点。 E2P界限性界限性质比比较复复杂

103、 m1P段段为转熔熔线，转变：LA S； m1F段段为转熔性熔性质，即：，即：LA S； FE2段段为共熔性共熔性质，即：，即：L AS； 系系统统中有三个无中有三个无变变量点量点 三个无三个无变变量点量点E1、E2和和P，可以划分出三个副，可以划分出三个副三角形：三角形：ASC、BSC和和ASB。 由于由于E1和和E2点在点在对应对应的副三角形的副三角形BSC和和ASC内，所以它内，所以它们们是低共熔点，是低共熔点，发发生共晶生共晶转变转变。 而而P点在点在对应对应的副三角形的副三角形ASB以外，呈交叉以外，呈交叉位置，所以位置，所以P点是双升点，点是双升点，该该点点进进展的展的转变转变是包

104、共是包共晶晶转变转变：LA SB。 图图 b ： E1E2是条共熔性是条共熔性质质的界限，的界限，E2R是条是条转转熔熔线线，而，而E1R是条性是条性质发质发生生变变化的界限，接近化的界限，接近R点点的一端的一端nR是是转转熔熔线线：LB S，而接近，而接近E1点点的一端的一端nE1是共熔是共熔线线：L S十十B，n点点为为界限界限性性质转变质转变点。点。 E1和和E2都在本人所都在本人所对应对应的副三角形内，是的副三角形内，是低共熔点；而低共熔点；而R点在点在对应对应的副三角形的副三角形ABS外，外，呈共呈共轭轭位置，所以位置，所以R点点为为双双转转熔点熔点 ： LRAB S 2冷却结晶过程

105、冷却结晶过程 熔体熔体M1：熔体熔体M2： 6、具有一个低温稳定、具有一个低温稳定、 高温分解二元化合物高温分解二元化合物 的三元系统相图的三元系统相图 1化合物的特征化合物的特征 化合物化合物S的的组成点在成点在AB边上，故上，故为二元化二元化合物。合物。 这个化合物在个化合物在TR温度以下才干温度以下才干稳定存在，定存在，温度高于温度高于TR，那么分解，那么分解为A、B两种晶相。由两种晶相。由于其分解温度低于于其分解温度低于A、B两两组元的低共熔温度，元的低共熔温度，因此不能因此不能够从从A、B二元的液相二元的液相线Ae3和和Be3直接析出直接析出S晶体。正由于如此，投影晶体。正由于如此，

106、投影图中中S晶体晶体的初晶区不会与的初晶区不会与AB边相接触。相接触。 2相相图特点特点 该系系统有三个三元无有三个三元无变量点量点P、E和和R，但，但只能划分出与只能划分出与P和和E对应的两个副三角形。的两个副三角形。 P点在点在对应的的ASC外的交叉位置，是双外的交叉位置，是双升点。升点。 E点在点在对应的的BSC内的重心位置，是低内的重心位置，是低共熔点。共熔点。 R点周围的三个初晶区是点周围的三个初晶区是A、S、B，对应的三种晶相的组成点，对应的三种晶相的组成点A、S、B在在一条直线上，不能构成一个副三角形。但在一条直线上，不能构成一个副三角形。但在R点上依然为四相平衡共存，在点上依然

107、为四相平衡共存，在R点上进展的过点上进展的过程是化合物的构成或分解过程，即：程是化合物的构成或分解过程，即： AB SAmBn 这种无变量点称为过渡点。从这种无变量点称为过渡点。从R点周围三点周围三条界限上的温降方向看，类似于双降点，所以条界限上的温降方向看，类似于双降点，所以R点是具有双降点方式的过渡点。点是具有双降点方式的过渡点。 3冷却结晶过程冷却结晶过程 熔体熔体M的冷却结晶过程：的冷却结晶过程： 液相刚到液相刚到R点时点时 ： 液相组成分开液相组成分开R点时点时 ：7、具有一个低温分解、具有一个低温分解、 高温稳定的二元化合高温稳定的二元化合 物的三元系统相图物的三元系统相图 化合物

108、化合物S的组成点在的组成点在AB边上，故为二元化边上，故为二元化合物。合物。 这个化合物在高于这个化合物在高于TP温度是稳定的，它有温度是稳定的，它有本人的初晶区，也可以由二元熔体直接结晶得本人的初晶区，也可以由二元熔体直接结晶得到，但在低于到，但在低于TP温度时不稳定，要分解为温度时不稳定，要分解为A、B两种晶相。两种晶相。 P点同样没有对应的副三角形，点同样没有对应的副三角形，P点周围三点周围三个初晶区所对应的晶相组成点个初晶区所对应的晶相组成点A、S、B在一条在一条直线上，因此直线上，因此P点也是个过渡点。点也是个过渡点。 由于它形似双升点，因此它是具有双升点由于它形似双升点，因此它是具

109、有双升点方式的过渡点。在方式的过渡点。在P点的相平衡关系为点的相平衡关系为 SAmBn AB 判别过渡点的方法：判别过渡点的方法： 假设无变量点周围三个初晶区所对应的晶假设无变量点周围三个初晶区所对应的晶相组成点在一条直线上，无变量点没有对应的相组成点在一条直线上，无变量点没有对应的副三角形，那么该无变量点便是过渡点。副三角形，那么该无变量点便是过渡点。 8、具有多晶转变的三元系统相图、具有多晶转变的三元系统相图 图图 a ： 出出现现了一条多晶了一条多晶转变转变等温等温线线tn 。 发发生的生的转变转变是：是： A A 留意：多晶留意：多晶转变转变等温等温线线与普通界限的区与普通界限的区别别

110、，在多晶在多晶转变转变等温等温线线的两的两侧侧一定有同一定有同组组元的不同元的不同晶型存在，而且在多晶晶型存在，而且在多晶转变转变等温等温线线上不上不标标箭箭头头。 图图 b ： 多晶多晶转变转变的等温的等温线线与界限与界限e3E有一个有一个交点交点N。 N点称点称为为多晶多晶转变转变点，其相平衡关点，其相平衡关系系为为： A A 多晶多晶转变转变点没有点没有对应对应的副三角形。的副三角形。 图图 c ： 多晶多晶转变转变的等温的等温线线与界限与界限e1E交于交于Nl点，点，与界限与界限e3E交于交于N2点，构成两个三元无点，构成两个三元无变变量的量的多晶多晶转变转变点。点。 在在N1点上的相

111、平衡关系点上的相平衡关系为为： A A 在在N2点上的相平衡关系那么点上的相平衡关系那么为为： A A 四、复杂三元相图的分析方法四、复杂三元相图的分析方法 1判别化合物的性质判别化合物的性质 首先要了解系统中有哪些化合物，其组成首先要了解系统中有哪些化合物，其组成点和初晶区的位置，然后根据化合物的组成点能点和初晶区的位置，然后根据化合物的组成点能否在它的初晶区内，判别化合物的性质。否在它的初晶区内，判别化合物的性质。 2划分副三角形划分副三角形 根据划分副三角形的原那么和方法把复杂根据划分副三角形的原那么和方法把复杂的三元相图划分为假设干个分三元系统，使复杂的三元相图划分为假设干个分三元系统

112、，使复杂相图简化。相图简化。 3判别界限的温度走向判别界限的温度走向 根据连线规那么判别各条界限的温度下降根据连线规那么判别各条界限的温度下降方向，并用箭头标出。方向，并用箭头标出。 4判别界限性质判别界限性质 运用切线规那么判别界限是共熔性质还是运用切线规那么判别界限是共熔性质还是转熔性质；确定相平衡关系。共熔界限上用单转熔性质；确定相平衡关系。共熔界限上用单箭头，转熔界限上用双箭头标出温度下降方向箭头，转熔界限上用双箭头标出温度下降方向以示界限性质不同。以示界限性质不同。 5确定三元无变量点的性质及其相平衡关系确定三元无变量点的性质及其相平衡关系 根据三元无变量点与对应的副三角形的位根据三

113、元无变量点与对应的副三角形的位置关系或根据交汇于三元无变量点的三条界限置关系或根据交汇于三元无变量点的三条界限的温度下降方向来判别无变量点是低共熔点的温度下降方向来判别无变量点是低共熔点三升点、单转熔点双升点还是双转熔点三升点、单转熔点双升点还是双转熔点双降点。双降点。 阐明：还有一种三元无变量点，多晶转变阐明：还有一种三元无变量点，多晶转变点。其特点是：其中的一条界限为等温线，即点。其特点是：其中的一条界限为等温线，即线条上没有箭头。线条上没有箭头。6分析冷却结晶过程或加热熔融过程分析冷却结晶过程或加热熔融过程 即按照冷却或加热过程的相变规律，分析即按照冷却或加热过程的相变规律，分析结晶或熔

114、融过程。必要时用杠杆规那么计算冷结晶或熔融过程。必要时用杠杆规那么计算冷却或加热过程中平衡共存的各相含量。却或加热过程中平衡共存的各相含量。 留意以下两种情况：留意以下两种情况： 系系统组成点正好位于界限上成点正好位于界限上 假假设界限是共熔界限是共熔线，那么熔体冷却，那么熔体冷却时将直将直接接发生共晶生共晶转变，同，同时析出两个晶体。析出两个晶体。 假假设界限是界限是转熔熔线，其熔体，其熔体结晶晶时并不并不发生生转熔由于没有任何晶体可熔由于没有任何晶体可转熔，而是析熔，而是析出出单一固相，液相一固相，液相组成点直接成点直接进入入单相区即相区即某一晶体的初晶区并按背向某一晶体的初晶区并按背向规

115、那么那么变化。化。 系系统组统组成点正好位于无成点正好位于无变变量点上量点上 假假设设无无变变量点是三元低共熔点，那么熔体量点是三元低共熔点，那么熔体结结晶晶时时是共同析出是共同析出该该三三组组元的固相，即元的固相，即进进展共展共晶晶转变转变； 假假设设无无变变量点是量点是单转单转熔点，那么其熔体熔点，那么其熔体结结晶晶时时在无在无变变量点并不量点并不发发生四相无生四相无变变量量过过程，也程，也不不发发生生转转熔，而是液相熔，而是液相组组成点沿某一界限成点沿某一界限变变化化结结晶，晶，详细详细的的结结晶性晶性质质由第由第点判点判别别； 假设无变量点是双转熔点，其熔体假设无变量点是双转熔点，其熔

116、体结晶时在无变量点也不发生四相无变量结晶时在无变量点也不发生四相无变量过程，即不发生转熔，而且也不沿界限过程，即不发生转熔，而且也不沿界限变化，而是析出单一固相。这时液相组变化，而是析出单一固相。这时液相组成点进入单相区并按背向规那么变化。成点进入单相区并按背向规那么变化。 五、专业三元系统相图举例五、专业三元系统相图举例 1、CaO-Al2O3-SiO2系统相图系统相图 1化合物情况化合物情况 化合物化合物 代号代号 性质性质 熔点熔点, CaOSiO2硅灰石硅灰石 CS 一致熔融一致熔融 1544 2CaOSiO2 C2S 一致熔融一致熔融 2130 12CaO7Al2O3 C12A7 一

117、致熔融一致熔融 2 3Al2O32SiO2莫来石莫来石 A3S2 一致熔融一致熔融 1850 CaOAl2O32SiO2钙长石钙长石 CAS2 一致熔融一致熔融 1553 2CaOAl2O3SiO2铝方柱石铝方柱石 C2AS 一致熔融一致熔融1584 3CaO2SiO2 C3S2 不一致熔融不一致熔融 1464 3CaOAl2O3 C3A 不一致熔融不一致熔融 1539 CaOAl2O3 CA 不一致熔融不一致熔融 1600 CaO2Al2O3 CA2 不一致熔融不一致熔融 1762 CaO6Al2O3CA6 不一致熔融不一致熔融 1830 3CaOSiO2 C3S 不一致熔融不一致熔融 21

118、50 2界限的温度走向及其性质界限的温度走向及其性质 假设相图中未给出，那么可以经过连线规那假设相图中未给出，那么可以经过连线规那么和切线规那么进展判别。么和切线规那么进展判别。 3划分副三角形，确定三元无变量点及其转变划分副三角形，确定三元无变量点及其转变 类型类型 该相图可以划分出该相图可以划分出15个副三角形，对应的有个副三角形，对应的有15个三元无变量点，其性质如表个三元无变量点，其性质如表6.9所示。所示。 阐阐明：本系明：本系统实统实践有践有16个三元无个三元无变变量点，方石英和磷石英的多晶量点，方石英和磷石英的多晶转变转变等温等温线线 1470 和界限的交点和界限的交点“16是个

119、多晶是个多晶转变转变点，在点，在这这个点上的相平衡关系个点上的相平衡关系为为： 方石英方石英 鳞鳞石英。石英。 4冷却结晶过程分析冷却结晶过程分析 熔体熔体P的冷却结晶过程：的冷却结晶过程： 5相相图运用运用 硅酸硅酸盐水泥配料范水泥配料范围的的选择 硅酸硅酸盐水泥熟料的主要成分：水泥熟料的主要成分：CaO、Al2O3、 SiO2和和Fe2O3。 熟料中各种熟料中各种矿物的含量：物的含量：C3S 4060，C2S 1530，C3A 612，C4AF 1016。 主要晶相是主要晶相是C3S，具有水硬性能高的特点，可，具有水硬性能高的特点，可 以保以保证水泥的水泥的强度。度。 硅酸硅酸盐盐水泥的配

120、料范水泥的配料范围围，应该选择应该选择在在C2S-C3S-C3A内，且接近内，且接近C3S处处。 假假设设配料点在配料点在CaO-C3S-C3A内，析晶内，析晶产产物物为为CaO、C3S和和C3A，含有游离氧化，含有游离氧化钙钙，呵斥水泥安定性不良。由于呵斥水泥安定性不良。由于CaO水化速度慢，水化速度慢，体体积积效效应应大，从而影响水泥的安定性。大，从而影响水泥的安定性。 假假设设配料点在三角形配料点在三角形C2S-C3A-C12A7中，那么析晶中，那么析晶产产物物为为：C2S、C3A、C12A7。这这种种组组成中短少了硅酸成中短少了硅酸盐盐水泥中最主要的水泥中最主要的矿矿物物C3S，而替代

121、它的是水硬性很小的，而替代它的是水硬性很小的C12A7，那么必然，那么必然导导致水泥熟料的致水泥熟料的强强度很低，不能度很低，不能满满足运用要求。所以足运用要求。所以C12A7是硅酸是硅酸盐盐水泥中水泥中不希望有的成分。不希望有的成分。 烧烧成成 硅酸硅酸盐盐水泥的水泥的烧烧成成过过程并不是把配好的料加程并不是把配好的料加热热至完全熔融，然后平衡冷却析晶，而是采用部分熔至完全熔融，然后平衡冷却析晶，而是采用部分熔融的融的烧结烧结法消法消费费熟料。熟料。 烧烧成成时时保保证证30左右的液相，最有利于左右的液相，最有利于C3S的的生成。因此，熟料生成。因此，熟料矿矿物的构成并非完全来自液相析物的构

122、成并非完全来自液相析晶，通常，固晶，通常，固态组态组分之分之间间的固相反响也起着重要的的固相反响也起着重要的作用。作用。 比如，配料比如，配料组组成在成在C2S-C3S-C3A中的系中的系统统，从相从相图图上看，只需加上看，只需加热热到到1455 K点点 才会出才会出现现液相。液相。但由于在但由于在1200以下以下组组分分间经过间经过固相反响会生成反固相反响会生成反响速度比响速度比较较快的快的C12A7、C3A、C2S等晶相，因此液等晶相，因此液相开相开场场出出现现的温度并不是的温度并不是K点的点的1455，而是与，而是与C12A7，C3A，C2S三种晶相平衡的三种晶相平衡的F点温度点温度13

123、35。F点是个低共熔点，在点是个低共熔点，在这这点上点上C12A7C3AC2SL。 假设液相量不适宜，可以采用提高烧假设液相量不适宜，可以采用提高烧成温度或调整配料等措施进展调理。成温度或调整配料等措施进展调理。 普通选择调整配料的方法，主要调整普通选择调整配料的方法，主要调整Al2O3的参与量，添加的参与量，添加Al2O3含量会使液相含量会使液相量增多，降低量增多，降低Al2O3含量会使液相量减少。含量会使液相量减少。 冷却冷却 平衡冷却：指冷却速度很慢，使每一步平衡冷却：指冷却速度很慢，使每一步过过程都能到达平衡，其析晶程都能到达平衡，其析晶产产物符合三角形物符合三角形规规那么。那么。 P

124、点配料：点配料：C2S14.6 C3S63.9 C3A21.5 急冷：由于冷却速度很快，使液相完全失去析急冷：由于冷却速度很快，使液相完全失去析晶才干，液相中的质点来不及进展有序陈列便固化晶才干，液相中的质点来不及进展有序陈列便固化了，使液相全部转变为玻璃相。了，使液相全部转变为玻璃相。 对对P点配料，假设液相刚到点配料，假设液相刚到K点便马上急冷，这点便马上急冷，这时系统中有时系统中有16.2液相能够全部转化为玻璃体。得液相能够全部转化为玻璃体。得到的产物是到的产物是C3S、C3A和玻璃相。这种产品中和玻璃相。这种产品中C3S含量约含量约74，有利于提高产质量量。，有利于提高产质量量。 独立

125、析晶：是在独立析晶：是在转转熔熔过过程中程中发发生的，它是指由生的，它是指由于冷却速度于冷却速度较较快，被回吸的晶相有能快，被回吸的晶相有能够够被新析出的被新析出的固相包裹起来，使固相包裹起来，使转转熔熔过过程不能程不能继续进继续进展，从而使展，从而使液相液相进进展另一个展另一个单单独的析晶独的析晶过过程。程。 P配料点：当液相在配料点：当液相在K点点进进展展LC3SC2SC3A的的转转熔熔过过程程时时，假，假设设冷却速度冷却速度较较快，快，C3S被析被析出的出的C2S和和C3A所包裹，液相便不能和所包裹，液相便不能和C3S接触了，接触了，回吸回吸过过程无法程无法进进展。展。 液相便作液相便作

126、为为一个原始熔体分开一个原始熔体分开K点，沿着点，沿着KF界界限向限向F点挪点挪动动，进进展独立的析晶展独立的析晶过过程。到达程。到达F点点进进展展低共熔低共熔过过程，程，LC2SC3AC12A7。所以熟料。所以熟料中有能中有能够够出出现现C12A7晶相。晶相。 假假设设独立析晶也未独立析晶也未进进展究竟，展究竟，还还能能够够使熟料中使熟料中残留部分玻璃相。残留部分玻璃相。 熔体熔体P在在K点点发发生独立析晶后的生独立析晶后的产产物是物是C2S、C3S、C3A和和C12A7，还还能能够够有玻璃相。有玻璃相。 石灰极限石灰极限线线 硅酸硅酸盐盐水泥的水泥的强强度与熟料中度与熟料中C3S的含量有关

127、，的含量有关，C3S含量高，含量高，强强度就高。度就高。为为了在熟料中了在熟料中获获得得较较多的多的C3S，在配料，在配料时经时经常提高常提高CaO的含量。但的含量。但CaO的含的含量并不是越高越好，由于高到量并不是越高越好，由于高到CaO不能完全化合不能完全化合时时，熟料中会构成游离熟料中会构成游离CaO，影响水泥的安定性。因此，影响水泥的安定性。因此，配料配料时时CaO的含量有个极限，表达在相的含量有个极限，表达在相图图中，是一中，是一条石灰条石灰 氧化氧化钙钙 极限含量极限含量线线，简简称石灰极限称石灰极限线线。 从实际上讲，石灰极限线取在从实际上讲，石灰极限线取在C3S-C3A线上即线

128、上即可，由于在平衡析晶条件下，配料在可，由于在平衡析晶条件下，配料在C3S-C3A线以线以右，析晶产物中便不会有右，析晶产物中便不会有CaO晶相出现。晶相出现。 但实践上，由于消费过程达不到平衡形状，开但实践上，由于消费过程达不到平衡形状，开场析出的场析出的CaO有能够不完全被回吸而成为熟料中的有能够不完全被回吸而成为熟料中的游离游离CaO。因此在实践消费中将石灰极限线向右挪。因此在实践消费中将石灰极限线向右挪动了一点，以动了一点，以C3S-h线作为石灰极限线。线作为石灰极限线。 2、Na2O-CaO-SiO2系统相图系统相图 NS-CS-SiO2系统中共有系统中共有4个二元化合物个二元化合物

129、NS、NS2、N3S8、CS；4个三元化合物个三元化合物N2CS3、NC2S3、NC3S6和和NCS5。这些化合物的性质。这些化合物的性质和熔点列于表和熔点列于表6.10。 本系统共有本系统共有12个三元无变量点，这些无变个三元无变量点，这些无变量点的性质、温度和组成列于表量点的性质、温度和组成列于表6.11。 熔体1 ：相图运用：相图运用：1确定玻璃组成确定玻璃组成 消费玻璃的原那么：抑制结晶过程。消费玻璃的原那么：抑制结晶过程。 组成位于低共熔点的熔体比组成位于界限上的组成位于低共熔点的熔体比组成位于界限上的熔体析晶才干小，而组成位于界限上的熔体又比组熔体析晶才干小，而组成位于界限上的熔体

130、又比组成位于初晶区内的熔体析晶才干小。成位于初晶区内的熔体析晶才干小。 玻璃的组成范围：位于低共熔点或界限上。玻璃的组成范围：位于低共熔点或界限上。 2分析玻璃消费中产生失透景象的缘由分析玻璃消费中产生失透景象的缘由 在玻璃消费中，由于析晶或失透所析出的晶在玻璃消费中，由于析晶或失透所析出的晶体称为玻璃失透结石，简称玻璃结石。对玻璃结石体称为玻璃失透结石，简称玻璃结石。对玻璃结石进展矿物组成鉴定，结合相图可以对结石产生的缘进展矿物组成鉴定，结合相图可以对结石产生的缘由进展分析，并提出相应的处理措施。由进展分析，并提出相应的处理措施。 例如，鉴定得知玻璃结石是鳞石英，那么呵斥玻例如，鉴定得知玻璃

131、结石是鳞石英，那么呵斥玻璃析晶有能够是配料中璃析晶有能够是配料中SiO2含量偏高了，这样可以含量偏高了，这样可以经过降低配料中的经过降低配料中的SiO2含量使结石得到防止或减少。含量使结石得到防止或减少。 3、K2O-Al2O3-SiO2系统相图自学系统相图自学 4、MgO-Al2O3-SiO2系统相图自学系统相图自学 作作业： P.3696.18，6.22，6.25，6.26本章要点：本章要点：6.1 相平衡及其研相平衡及其研讨方法方法 掌握相平衡的根本概念：相、掌握相平衡的根本概念：相、组元、自在度等；元、自在度等； 掌握相律表达式、运用；掌握相律表达式、运用； 了解相平衡的研了解相平衡的

132、研讨方法。方法。 6.2 单元系元系统相相图 掌握掌握单元相元相图的表示方法；的表示方法； 掌握掌握单元相元相图的根本的根本类型及其各自的特点；型及其各自的特点； 了解几种常了解几种常见的的专业系系统相相图。 6.3 二元系二元系统统相相图图 掌握二元相掌握二元相图图的表示方法；的表示方法； 掌握杠杆掌握杠杆规规那么；那么； 掌握二元相掌握二元相图图的根本的根本类类型及其各自的特点；型及其各自的特点； 掌握分析方法，会分析掌握分析方法，会分析结结晶晶过过程；程； 了解几种常了解几种常见见的的专业专业二元相二元相图图 会分析会分析 。 6.4 三元系三元系统统相相图图 重点重点 掌握三元相掌握三元相图图的表示方法；的表示方法； 掌握掌握浓浓度三角形，包括各种度三角形，包括各种规规那么；那么； 掌握三元相掌握三元相图图的根本的根本类类型及其各自的特点；型及其各自的特点； 掌握复掌握复杂杂相相图图的分析方法，会分析室温的分析方法，会分析室温组组成成 及其及其结结晶晶过过程；程； 掌握几种常掌握几种常见见的的专业专业三元相三元相图图 会分析会分析 。 本本 章章 结结 束束