华中科技大学：《材料科学基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第7章 三元相图

第七章三元相图 三元相图成分表示方法 三元匀晶相图 三元系中的三相平衡 三元系中的四相平衡 三元共晶相图 阅读三元相图举例

第七章 三元相图 • 三元相图成分表示方法 • 三元匀晶相图 • 三元系中的三相平衡 • 三元系中的四相平衡 • 三元共晶相图 • 阅读三元相图举例

三元相图引言 含有三个组元的系统成为三元系,第三个 组元的加入,不仅会改变原来两个组元之间的 溶解度,而且第三组元可溶入原可形成的相中 改变其性质,并且还可产生新的相,出现新的 转变,引起材料的组织、性能和相应的加工处 理工艺的变化。三组元的材料在工程中用的也 相当普遍,例如合金钢、铸铁、铝镁铜合金、 ZrO2AL2O3Y2O3陶瓷等,所以需要了解三 元系相图

三元相图引言 含有三个组元的系统成为三元系，第三个 组元的加入，不仅会改变原来两个组元之间的 溶解度，而且第三组元可溶入原可形成的相中 改变其性质，并且还可产生新的相，出现新的 转变，引起材料的组织、性能和相应的加工处 理工艺的变化。三组元的材料在工程中用的也 相当普遍，例如合金钢、铸铁、铝镁铜合金、 ZrO2－Al2O3－Y2O3陶瓷等，所以需要了解三 元系相图

三元相图引言 在恒压下,二元系只有两个独立变量:温 度和成分,相图是平面图。三元系将有温度和 两个成分参数构成的三个独立变量,因此三元 相图是空间立体图,给表达和学习认识上带来 相当的困难。 本章介绍三元相图的一般概念,反应类型, 利用截面图和投影图来判断材料中的相反映类 型和组织转变规律

三元相图引言 在恒压下，二元系只有两个独立变量：温 度和成分，相图是平面图。三元系将有温度和 两个成分参数构成的三个独立变量，因此三元 相图是空间立体图，给表达和学习认识上带来 相当的困难。 本章介绍三元相图的一般概念，反应类型， 利用截面图和投影图来判断材料中的相反映类 型和组织转变规律

第一节三元相图成分表示方法 等边三角形法 浓度三角形 ·等腰三角形法 ·直角坐标法 元相图的基本形状 返回

第一节 三元相图成分表示方法 • 等边三角形法 • 浓度三角形 • 等腰三角形法 • 直角坐标法 • 三元相图的基本形状

等边三角形法 取等边三角形ABC,三个 顶点表示三个纯组元;三个 边各定为100%,分别代表A B、B-C、C-A三个二元系 的成分;位于三角形内的点 代表三元系的成分。 在三角形内任取一点X, 由X顺次作平行于三个边的线 段xa、xb、xc,如果将三角 形的边长定为100%,则有 C B g(% xa+xb+xc=AB=100%。可 元系浓度的标定 以用xa,xb,xc分别表示组 元A、B、C的质量分数

等边三角形法 取等边三角形ABC，三个 顶点表示三个纯组元；三个 边各定为100％，分别代表A －B、B－C、C－A三个二元系 的成分；位于三角形内的点 代表三元系的成分。 在三角形内任取一点X， 由X顺次作平行于三个边的线 段xa、xb、xc，如果将三角 形的边长定为100%，则有 xa+xb+xc = AB = 100%。可 以用xa, xb, xc分别表示组 元A、B、C的质量分数

浓度三角形 为了便于使用,利用 几何属性:xa=Cb,xb=Ac, xc=Ba,并将其刻度标注在 边上。为了阅读方便,往 往在三角形内用平行画出 网格,在三角形的边上标 注数值,把这个三角形成 为成分三角形或浓度三角 X入形。此外,在数值的标注 B(%)一 B时要方向一致,用顺时针 利用成分三角形网格标定合金x成分 或逆时针都可以。 例如图中的x点则表示其成分为55%A-20%B-25%C

浓度三角形 为了便于使用，利用 几何属性：xa=Cb, xb=Ac, xc=Ba,并将其刻度标注在 边上。为了阅读方便，往 往在三角形内用平行画出 网格，在三角形的边上标 注数值，把这个三角形成 为成分三角形或浓度三角 形。此外，在数值的标注 时要方向一致，用顺时针 或逆时针都可以。 例如图中的x点则表示其成分为55%A－20%B－25%C

浓度三角形中的特定线 ①平行于一边的直线上所 有点,表示这个边对应顶 点的组元含量均相等; ②过一顶点的直线上所有 点,表示另两个顶点代表 的两组元的含量比为一定 值。 在相图的应用时,所 B作的垂直截面往往过这两 成分三角形中两条特殊直线 类直线

浓度三角形中的特定线 ①平行于一边的直线上所 有点，表示这个边对应顶 点的组元含量均相等； ②过一顶点的直线上所有 点，表示另两个顶点代表 的两组元的含量比为一定 值。 在相图的应用时，所 作的垂直截面往往过这两 类直线

等腰梯形法 取等边三角形ABC的一部 分,用不同的比例组成等腰 梯形

等腰梯形法 取等边三角形ABC的一部 分，用不同的比例组成等腰 梯形

直角坐标法 在三元系中,如果以一个 100 组元为主体,另外两组元的 含量较低,例如铸铁中分析 的Fe一C-P系,可以采用直 角坐标,称直角三角形法 如图所示,其中一个坐标轴 表示B组元的质量分数,另 个坐标轴表示C组元的质 量分数,则余下部分就是A % 组元的分数。在直角坐标中, 根据两组元的含量变化范围, XA=100%-XB-XC 可以采用不同比例的刻度

直角坐标法 在三元系中，如果以一个 组元为主体，另外两组元的 含量较低，例如铸铁中分析 的Fe－C－P系，可以采用直 角坐标，称直角三角形法。 如图所示，其中一个坐标轴 表示B组元的质量分数，另 一个坐标轴表示C组元的质 量分数，则余下部分就是A 组元的分数。在直角坐标中， 根据两组元的含量变化范围， XA = 100% - XB - XC 可以采用不同比例的刻度

三元相图的基本形状 以浓度平面为基础,垂直于浓 度平面的高度坐标为温度,以此构 成的空间图形,空间中任一点代表 /了系统一固定状态,在图中表示每 状态的相平衡情况,相区之间分 界也有二元相图的曲线发展为曲面 l如果浓度平面为浓度三角形,则其 三元相图为三棱柱体,它的三个侧 面为三组元两两组成的二元相图。 B 要认识三元相图,必须熟悉二元相 组元在固态有限溶解的共晶相图 图的所有规律

三元相图的基本形状 以浓度平面为基础，垂直于浓 度平面的高度坐标为温度，以此构 成的空间图形，空间中任一点代表 了系统一固定状态，在图中表示每 一状态的相平衡情况，相区之间分 界也有二元相图的曲线发展为曲面。 如果浓度平面为浓度三角形，则其 三元相图为三棱柱体，它的三个侧 面为三组元两两组成的二元相图。 要认识三元相图，必须熟悉二元相 图的所有规律