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(jié)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(jié)晶出的是純組元A相，由直線法則可知，a’q’是連結(jié)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(jié)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