三元相圖

三元相圖三元相圖的基本特點為：(1)是三維的立體模型。(2)二元系中可以發(fā)生3相平衡轉(zhuǎn)變，而三元系中的最大平衡相數(shù)為4，三元相圖中的四相平衡區(qū)是恒溫水平面。(3)根據(jù)相律得知，三元系三相平衡時存在一個自由度，所以三相平衡轉(zhuǎn)變是變溫過程，反映在相圖上，三相平衡區(qū)必將占有一定空間，不再是二元相圖中的水平線。1三元相圖基礎二元相圖三元相圖成分表示方法1.等邊成分三角形Sa+Sb+Sc=AB=BC=CA=100%

Sc=Ca=

wA%,

Sa=Ab=wB%,

Sb=Bc=wC%BAC908070605040302010102030405060708090102030405060708090B%↗C%↘IIII點：A%=20%B%=50%C%=30%2.等邊成分三角形中的特殊線BACgfe（1）凡成分點位于與等邊三角形某一邊相平行的直線上的各三元相，它們所含與此線對應頂角代表的組元的質(zhì)量分數(shù)相等。(ef線)（2）凡成分點位于通過三角形某一頂角的直線上的所有三元系，所含此線兩旁的另兩頂點所代表的兩組元的質(zhì)量分數(shù)的比值相等。(Cg線)3.成份的其他表示方法等腰成分三角形

某一組元含量較少，另兩個組元含量較多b.直角成分坐標某一組元含量較多，另兩個組元含量較少c.局部圖形表示法四、三元相圖中的杠桿定律及重心定律1.直線法則

在一定溫度下三組元材料兩相平衡時，材料的成分點和其兩個平衡相的成分點必然位于成分三角形內(nèi)的一條直線上，該規(guī)律稱為直線法則或三點共線原則。

2.杠桿定律推論：當給定材料在一定溫度下處于兩相平衡狀態(tài)時，若其中一相的成分給定，另一相的成分點必在兩已知成分點連線的延長線上；若兩個平衡相的成分點已知，材料的成分點必然位于此兩個成分點的連線上。

3.重心定律當一個相完全分解成三個新相，或是一個相在分解成兩個新相的過程時，研究它們之間的成分和相對量的關系，則須用重心定律。8.2三元勻晶相圖1.相圖的空間模型

如右圖所示，三條二元勻晶相圖的液相線和固相線分別連結成三元合金相的液相曲面和固相曲面。液相面以上區(qū)域為液相區(qū)，固相面以下區(qū)域為固相區(qū)，而兩面之間為液、固兩相共存的兩相區(qū)。三元相圖的截面圖和投影圖

欲將三維立體圖形分解成二維平面圖形，必須設法“減少”一個變量：（1）將溫度固定

只剩下兩個成分變量，所得的平面圖表示一定溫度下三元系狀態(tài)隨成分變化的規(guī)律；（2）將一個成分變量固定

剩下一個成分變量和一個溫度變量，所得的平面圖表示溫度與該成分變量組成的變化規(guī)律。2.等溫截面圖

固定溫度的截面圖必定平行于濃度三角形，這樣的截面圖稱為水平截面，也稱為等溫截面。2.垂直截面固定一個成分變量并保留溫度變量的截面圖，必定與濃度三角形垂直，所以稱為垂直截面，或稱為變溫截面3.三元相圖的投影圖為了使復雜二元相圖的投影圖更加簡單、明了，也可以根據(jù)需要只把一部分相界面的等溫線投影下來。經(jīng)常用到的是液相面投影圖或固相面投影圖。圖8．9為三元勻晶相圖的等溫線投影圖，其中實線為液相面投影，而虛線為固相面投影。8.2固態(tài)不溶解的三元共晶相圖1.相圖的空間模型ABCCABEE3E1E2C1C2C3A1A2A3B1B2B3TCTATBLALBLCCABEE3E1E2C2C3A1A2A3B1B2B3TCTATB22

CABEE3E1E2C1C2C3A1A2A3B1B2B3TCTATBLA+CLA+BLB+CCABEE3E1E2C1C2C3A1A2A3B1B2B3TCTATBA+B+CLA+B+CCABEE3E1E2C1C2C3A1A2A3B1B2B3TCTATBEE3E1E2LA+CLA+BLB+C——

三相平衡共晶線2.垂直截面圖rs和At垂直截面如圖8.14所示。注意：1）垂直截面圖中的水平線不一定是恒溫轉(zhuǎn)變線，如兩相區(qū)和三相區(qū)的水平線：a’q’,而三相區(qū)之間的水平線是恒溫轉(zhuǎn)變線；2）At截面是一個特殊截面，結晶出的是純組元A相，由直線法則可知，a’q’是連結線，故在該溫度可求A和L兩相的相對量。8.15是該三元共晶相圖在不同溫度的水平截面。1)兩相區(qū)和單相區(qū)之間的分界線是曲線2)兩相區(qū)和三相區(qū)之間的分界線是直線，實際上是兩個相區(qū)分界的聯(lián)結線3)三相區(qū)是三角形3.投影圖圖8．16所示的投影圖中，粗線e1E，e2E和e3E是3條共晶轉(zhuǎn)變線的投影，它們的交點是三元共晶點的投影。利用這個投影圖分析合金的凝固過程，不僅可以確定相變臨界溫度，還能確定相的成分和相對含量

合金組織組成物的相對含量可以利用杠桿法則進行計算。如合金o剛要發(fā)生兩相共晶轉(zhuǎn)變時，液相成分為q，初晶A和液相L的質(zhì)量分數(shù)為：合金o中兩相共晶（A+C）和三相共晶（A+B+C）的質(zhì)量分數(shù)應為：用同樣