第五章 三元相图.
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1、&二元相图只适用于二元合金或二个组元的陶瓷材料，对二元相图只适用于二元合金或二个组元的陶瓷材料，对于三组元的合金或陶瓷材料需用三元相图分析。于三组元的合金或陶瓷材料需用三元相图分析。&工程实用材料多是三组元或三组元以上的，三组元的合工程实用材料多是三组元或三组元以上的，三组元的合金可举例如下：轴承钢中的金可举例如下：轴承钢中的Fe-C-Cr合金；高锰耐磨钢中的合金；高锰耐磨钢中的Fe-C-Mn合金；不锈钢中的合金；不锈钢中的Fe-Cr-Ni合金；铸铁中的合金；铸铁中的Fe-C-Si合金；铝合金中的合金；铝合金中的Al-Mg-Si合金，合金，Al-Cu-Mg合金等等。合金等等。
2、三元相图的特点三元相图的特点11立体图形，主要由曲面构成；立体图形，主要由曲面构成；22可发生四相平衡转变；可发生四相平衡转变；33一、二、三相区为一空间。一、二、三相区为一空间。第一节第一节 三元相图的成分表示方法三元相图的成分表示方法&右图是一个表示合金右图是一个表示合金成分的等边三角形成分的等边三角形,称为称为浓度三角形。浓度三角形。&浓度三角形的三个顶浓度三角形的三个顶点代表点代表A、B、C三个纯三个纯组元，组元，A-B边代表边代表A-B二二元合金的成分，元合金的成分，BC、AC分别代表分别代表B-C、A-C二元二元合金的成分。三角形内合金的成分。三角形内任一点代表一定
3、成分的任一点代表一定成分的三元合金。三元合金。5.1.1 浓度三角形浓度三角形BCA A%B%C%C% abc图 部分浓度三角形 A%C%B%ABC图 平行于浓度三角形某一条边的直线cd%100%BCBcC5.1.2 浓度三角形中具有特定意义的线浓度三角形中具有特定意义的线含对角组元浓度相等C A%B%C%1）过O作A角对边的平行线2）求平行线与A坐标的截距 得组元A的含量O3）同理求组元B、C的含量思考题思考题1图 思考题1&下图的成分三角形中有下图的成分三角形中有P、R、S、T 四个材料点，四个材料点，问哪个点的材料，其成分问哪个点的材料，其成分为：为： A=20%，B=10%，C
4、=70% &P&R&S&T908070605040302010102030405060708090102030405060708090 A%B%C%II 点：A%=60%B%=30%C%=10%908070605040302010102030405060708090102030405060708090 A%B%C%IIII点：A%=20%B%=50%C%=30%908070605040302010102030405060708090102030405060708090 A%B%C%IIIIII 点：A%=20%B%=20%C%=60%90807060504030
5、2010102030405060708090102030405060708090 A%B%C%IVIV 点：A%=40%B%=0%C%=60%908070605040302010102030405060708090102030405060708090 A%B%C%908070605040302010102030405060708090102030405060708090 A%B%C%ABC908070605040302010102030405060708090102030405060708090 A%B%C%：20%A- 50%B- 30%C：20%A- 20%B- 60%C：40%A- 0%
6、B- 60%CIIIIIIV A%B%C%a1a2c2c1a1a2FE常数22221111%BcCaBcBaBcBaBcCaCA908070605040302010102030405060708090102030405060708090 A%B%C%75%2531BC第二节第二节 三元系平衡转变的定量法则三元系平衡转变的定量法则5.2.1 直线定理和杠杆定律直线定理和杠杆定律 适用于两相平衡的情况适用于两相平衡的情况投影到任何一边上，按二元杠杆定律计算WWRRfegfeffgBCA A%B%C%efgefgR思考题思考题图 思考题3&将成分为将成分为x的材料的材料300克克与成分为与成
7、分为y的材料的材料200克熔克熔化在一起化在一起,形成一个新的材形成一个新的材料料,请用作图法求出新材料请用作图法求出新材料的成分的成分, 并用计算法进行验并用计算法进行验证。证。%46200300%70200%30300%C推论推论（1）当给定合金在一定温度下处于两相）当给定合金在一定温度下处于两相平衡时，若其中一相的成分给定，另一相平衡时，若其中一相的成分给定，另一相的成分点必在已知相成分点与合金成分点的成分点必在已知相成分点与合金成分点连线的延长线上；连线的延长线上；（2）若两平衡相的成分点已知，合金的）若两平衡相的成分点已知，合金的成分点必然位于两个已知成分点的连线上。成分点必然位于两
8、个已知成分点的连线上。思考题思考题4&某三元合金某三元合金K在温在温度度T时分解为时分解为B组元和组元和液相液相L,两个相的相对两个相的相对量量WB/WL=2,已知合金已知合金K中中,C组元和组元和A组元的组元的重量比为重量比为3,液相含液相含B组组元为元为0.4,试求合金试求合金K的的成分。成分。 图 中心定理&O点成分的三元合金处于点成分的三元合金处于+ 三相平衡，三相平衡，和和 相的平衡成分分别为相的平衡成分分别为D，E和和F点的成分。重心法则指出：点的成分。重心法则指出：三平衡相的成分点构成一个三平衡相的成分点构成一个重量三角形重量三角形(三角形三角形DEF)，合金成分
9、点合金成分点O必位于三角形必位于三角形的重量重心位置。的重量重心位置。 5.2.2 重心定理重心定理 适用于三相平衡的情况适用于三相平衡的情况&重心法则可由直线法则和杠杆定律引伸得到。重心法则可由直线法则和杠杆定律引伸得到。&如果将合金如果将合金O看成是处于假想的看成是处于假想的+(+ )“两相平衡两相平衡”，两平衡相分别为两平衡相分别为相和相和(+ )混和物。混和物。 的成分点为的成分点为D点，点，合金的成分点为合金的成分点为O点，故点，故(+ )的成分点必在的成分点必在DO连线的延连线的延长线上。同时，长线上。同时，(+ )是由是由和和 两相组成的，其成分点必两相组成的，其
10、成分点必位于位于E、F的连线上。所以，的连线上。所以，(+ )的成分点为的成分点为DO连线的延连线的延长线与长线与EF连线的交点，即连线的交点，即D点。点。 DDDODEEEOEFFFOFBCA A%B%C%efd%100%adRdWWwR%100%eReWWwR%100%fRfWWwRR第三节第三节 三元匀晶相图三元匀晶相图&三元系中如果任意两个组三元系中如果任意两个组元都可以无限互溶元都可以无限互溶,那么它们那么它们所组成的三元合金也可以形所组成的三元合金也可以形成无限固溶体成无限固溶体,这样的三元合这样的三元合金相图金相图,叫三元匀晶相图。叫三元匀晶相图。图 三元匀晶相图相图概况
11、相图概况1特征点：特征点：ta, tb, tc-三个纯组三个纯组元的熔点；元的熔点；2特征面：液相面、固相面；特征面：液相面、固相面；3相区：相区：L, , L+。图 三元匀晶相图&A、B、C三点代表三个纯组元。三点代表三个纯组元。A1、B1、C1三点分别是三点分别是A、B、C三三个组元的熔点。个组元的熔点。&A1B1C1dL是是A-B-C三元合金系的三元合金系的液相面，液相面，A1B1C1dS是是A-B-C三元合三元合金的固相面。金的固相面。&单相区有单相区有L、两个，在液相面两个，在液相面以上为单相的液相区；在固相面以以上为单相的液相区；在固相面以下是单相的下是单相
