三元系相图简介.ppt

§9. 三元系相图简介 * * f* = 3-Φ + 1= 4 –Φ， Φmin = 1 ， f*max= 3 三维坐标→ 等边三角立柱 A C B T T T 等边三角形——组成三角形 三个立柱侧面——二元相图面 组成三角形的边——二元组成 组成三角形的顶点——纯组元 一、三元系相图组成的表示法 B C A P a a’ b’ b c’ c Cb = Bb’=Pa： 代表体系P中A物的含量； ba’= Cc’=Pb： 代表体系P中B物的含量； Aa’= cb’=Pc： 代表体系P中C物的含量； 1. 等含量规则 一组体系点同在平行于三角形某一 边的线上，该则组体系中平行线对 应的顶点组成含量相同。 B C A b’ b P Q R 2. 定比规则 凡位于通过顶点(A)的任一直线上的 体系，其中顶点代表的组元含量不 同，其余两组元(B和C)的含量比相 同，即： B C A a P Q R 3. 杠杆规则 由两个三元体系(M和N)混合得到的 新三元体系点(O)一定在M和N的连 线上，且满足杠杆规则： B C A M O N 5. 背向规则 从一个三元体系中不断取走某一组 元，那么该体系的组成点将沿着原 组成点与代表被取走组元的顶点的 连线向着背离该顶点的方向移动 4. 重心规则 由三个三元体系(O、M和N)混合得 到的新三元体系点(H)是△MON的 质量重心。 B C A M O N G H B C A P 二、简单共晶三元系 由三个组元两两构成简单二元共晶系组成的 如：Pb-Sn-Bi系 Pb熔点: 327℃， Sn熔点: 232℃， Bi熔点: 271℃ Pb-Sn共晶温度 182 ℃, 共晶组成 62%Sn (e1) Sn-Bi共晶温度 139 ℃, 共晶组成 58%Bi (e2) Pb-Bi共晶温度 128℃, 共晶组成 45%Pb (e3) Pb-Sn-Bi共晶温度 96 ℃, 共晶组成 15%Sn, 32% Pb (e) 1. 立体图 (1)点,线,面,区分析 熔点：三个，f*=0 二元共晶点：三个 e1，e2， e3 ，f*=1 三元共晶点：一个 e ，f* = 0，四相平 衡共存(共晶反应): l(e) === Pb(a) + Sn(b) + Bi(c) 冷 热 455K Pb Bi Sn e3 e2 e1 e 401K 412K a b c E3 E2 E1 E Pb Bi Sn e3 e2 e1 e 401K 455K 412K E3 E2 E1 E 二元共晶线 (二次结晶线)： e1e：l == Sn(s) + Pb(s) e2e：l == Sn(s) + Bi(s) e3e：l == Bi(s) + Pb(s) 液相线： 液相面(初晶面)： 三元共晶面： △HGD，通过 e 点 平行于底面 Pb Bi Sn e3 e2 e1 e 401K 455K 412K H G D Pb Sn Bi T T T e3 e Pb Sn Bi T T T e1 e Pb Sn Bi T T T e2 e 二次结晶面：二元共晶线到三元共晶线间的线 段，从一个组元温度轴，通过二次结晶线向另 一个组元温度轴滑动，在空间所留下的轨迹面。 Pb Sn Bi T T T e1 e2 e3 e 液相(单相)区：液相面以上的空间区域； 两相区：3个 液相面以下，二次结晶面以上的空间区域； 三相区：3+1个 二次结晶面以下，三元共晶 面以上——两个固相+液相 三元共晶面以下 ——三个固相 (2) 冷却过程分析 x → x1：熔体冷却； x1：开始析出固态Bi， 液相组成将沿x1 y变化； x1 → y： Bi不断析出，熔 体和Bi一起冷却，液相点 和固相点沿不同路径变化； y：同时析出固态Bi和Pb， 液相组成将沿y e变化 e ：同时析出固态Sn、Bi和Pb， 直到液相消失，过三相共晶面后， 体系继续降温到x2 。 Pb Bi Sn e3 e2 e1 e x x1 x2 y 2. 投影图 Pb Bi Sn e3 e2 e1 e 401K 455K 412K E3 E2 E1 E Pb Bi Sn E3 E1 E2 E Pb Bi Sn E3 E1 E2 E 3. 等温线投影图 越密，液相面越陡 4. 等温截面图 Pb Bi Sn e3 e2 e1 e Pb Bi Sn e3 e2 e1 e 若 则 Pb