[工学]第四章 相图热力学.pptVIP

Yuxi Chen Hunan Univ. * 2）Gm与μB的关系 根据偏摩尔量与组成的几何关系，GB可用下式求得 Yuxi Chen Hunan Univ. * 设温度T时α和β两相处于平衡，则 经过整理可得 Yuxi Chen Hunan Univ. * 4.4.2 理想溶液两相平衡组成的计算 对于理想溶液，GEB、GEC均为零。则 如果将以上二式应用于完全固溶体相图的二相平衡区， 设β为l相，α为s相，则 Yuxi Chen Hunan Univ. * 由于 则 Yuxi Chen Hunan Univ. * 应用上式即可计算完全固溶体相图中平衡二相的组成。 其中，△lsG*m可应用下式近似计算： 其中，Tf,B和Tf,C分别为 纯组元B和C的熔点。 Yuxi Chen Hunan Univ. * 4.4.3 理想溶液与纯固相平衡组成的计算 简单共晶相图的两相平衡区是液态溶液和纯固相的 平衡。设液相为理想溶液，则理想溶液与纯固相平 衡属于简单共晶相图。其中 由于是理想溶液，可以简化为 Yuxi Chen Hunan Univ. * 因此 利用上式可以计算与纯固相B平衡的液相的成分。 同理可得与纯固相C平衡的液相的成分xlc的计算式 Yuxi Chen Hunan Univ. * 由于在交点处二条液相线的成分相同，因此我们也 可以用计算的方法确定共晶点，并考虑xlB＝1-xlc，则 Yuxi Chen Hunan Univ. * 4.4.4 理想溶液与规则溶液平衡组成的计算 设组元B和C在液态完全互溶，形成理想溶液，在固 态部分互溶，形成规则溶液（α和β固溶体）。则 液相l和固相α（或液相l和固相β）的平衡就是理想 溶液和规则溶液的平衡。 Yuxi Chen Hunan Univ. * 首先计算l1和α二相平衡的组成。由于l1是理想溶液， 由于α是规则溶液，? 则，? Yuxi Chen Hunan Univ. * 规则溶液的活度系数存在以下关系 忽略温度对△lsH*m,B的影响，上式写成 Yuxi Chen Hunan Univ. * 同理可得 在α相中，C含量很少，(xαc)2→0，则可写为 而在α相中，B含量很高，xαB→1，式中的(xαB)2 ≈1 Yuxi Chen Hunan Univ. * 4.4.5 规则溶液相平衡组成的计算 由于式中α和β都为固相，G*m,B(β）－G*m,B(α)＝0， 上式变为 Yuxi Chen Hunan Univ. * §4.5 铁碳相图 4.5.1 铁碳二元相图 铁碳相图是研究钢铁凝固过程、固态相变、组织和 性能的基础。 铁碳二元相图有一个显著特点，即在同一相图中包 含了稳定系（高碳相为石墨）和介稳定系（高碳相 为渗碳体）两个不同的转变。 Yuxi Chen Hunan Univ. * Yuxi Chen Hunan Univ. * 对于稳定系，即平衡高碳相为石墨，在1152-2000℃ 范围内，碳在铁液中的溶解度为 或者 式中XCmax ：以摩尔分数表示的碳在铁液中的溶解度 T：绝对温度（K） 对于奥氏体 ?????????????????????????????????????????????????????????? ?????????????????????????????????????????????????????????? Yuxi Chen Hunan Univ. * 对于铁素体 对于介稳定系，即平衡高碳相为渗碳体，则碳在铁液 中的溶解度为 对于奥氏体 对于铁素体 Yuxi Chen Hunan Univ. * 4.5.2 合金元素对铁碳相图的影响 1）硅对铁碳相图的影响及Fe-C-Si三元相图 硅对铁碳相图有显著影响。 图中表明，随含硅量的增加， 共晶点和共析点左移，而共晶 转变和共析转变温度升高，转 变温度区间增大。尤其值得注 意的是，硅的增加将使铁液按 稳定系转变趋势增大，即更有 利于石墨的析出，并使铁素体 区增大，奥氏体区减小。 Yuxi Chen Hunan Univ. * 2）锰对铁碳相图的影响及Fe-C-Mn三元相图 锰对铁碳相图的影响如左图所 示。该图表明, 锰对共晶转变 温度影响很小，每增加1%的 锰，共晶转变温度仅增加大约 3℃。锰使共析转变温度降低， 使共析转变温度区间显著增大， 奥氏体区明显减小，使共晶点 和共析点右移。 Yuxi Chen Hunan Univ. * 3）其它常见元素对铁碳相图的影响 表4.6 常见元素对铁碳相图临界转变温度的影响（℃/wt%） Yuxi Chen Hunan Uni