材料热力学课件13三元相图及凝固组织－有固溶度变化共晶相..ppt

1,2019/8/6,5 固态有限溶解的三元共晶相图,棱柱侧面为具有溶解度的二元共晶相图与简单三元共晶的区别： 增加了固溶度曲面，出现了单相固溶体区α、β、γ2,2019/8/6,,1.三个液相面：A0e1Ee3(α初晶面)、B0e1Ee2(β初晶面)和C0e2Ee3(γ初晶面)，液相面以下进入两相区液相面,,,,L+β两相区,5.1 空间模型,3,2019/8/6,2. 三种不同的固相面： （1）三个固溶体固相面：A0a1aa2(α)、B0b1bb2(β)和C0c1cc2(γ)；前页中的两相区随温度冷至该面进入单相固溶体区域 （阴影处）,,α,,β,,γ,,4,2019/8/6,（2）一个三元共晶固相面（abc）；,α+β+γ三相区,,5,2019/8/6,（3）三个二元共晶完毕固相面：a1abb1(α+β)、b2bcc2(β+γ)和a2acc1(α+γ),3.三组二元共晶开始面： 1）a1aEe1b1b(α+β)；2）b2bEe2c2c(β+γ)； 3）c1cEe3a2a(α+γ),L+α+β三相区,L+α+γ三相区,L+β+γ三相区,,,,6,2019/8/6,(α+β)二元共晶开始和完毕面,e1E线、 a1a和 b1b线分别是L相、α相、β相成分变化曲线，三个相平衡成分为同一平面的三角形。

随着温度冷却，三角形位置逐渐下降，直至与abc的固相面重合L相,α相,β相,7,2019/8/6,温度继续降低时，固态下各相溶解度减少，形成三组六个固溶度面分别包围形成3个单相区以及3个两固相区4.固溶度面,α和β两相平衡的固溶度面,β单相区,α-β固溶度面,,,β-γ固溶度面,,,8,2019/8/6,固溶度面相交的线aa0，bb0，cc0称为同析线，组成同析三角台，线上的相冷却时同时析出另两种相的次晶，成分分别位于三角形的顶点同析三角台,,,,9,2019/8/6,3个两固相区：分别由两相平衡的固溶度面包围形成α+β、γ+α、β+γ 两固相区α+β,γ+α,β+γ,10,2019/8/6,总结：有固溶度的三元共晶相图分为如下相区： 3个单相区（α、β、γ）， 6个两相区（L+α，L+β，L+γ， α+β、γ+α、β+γ ） 4个三相区(L+α+β，L+β+γ，L+γ+α， α+β+γ) 简单三元共晶相图区：4个三相区，3个两相区,11,2019/8/6,,,,,,三个单相区,三个液固两相区,三个固固两相区,三个三相区（液+两固）,一个三固相区,12,2019/8/6,(a)三个液相面的投影，将三角形划分为三个初晶区(α、β和γ)；,浓度三角形上的投影图,(b) 三组二元共晶开始面和完毕面，以及α、β和γ固相面的投影，位于阴影区的合金冷却时有二元共晶析出。

位于△abc内的合金冷却时有三元共晶析出13,2019/8/6,（c）三元共晶面（abc）、同析三角台以及六个固溶度面的投影，△a0b0c0内的合金冷却时发生三相同析d）各相区界面均投影在浓度三角形上，不同位置的合金具有不同的凝固过程和组织,14,2019/8/6,5.2 合金的凝固过程和组织,合金在投影图中，投影在那个区域，就有什么反应，凝固过程分两阶段进行讨论 1.液体凝固 2.固态溶解度变化,15,2019/8/6,液体凝固阶段,三个单相固溶体区的合金的凝固过程与匀晶相图完全一样 △abc内与简单共晶基本类似，不同的就是析出的三个固相为固溶体而不是纯组元 △abc以外区域的合金冷却时没有三元共晶反应,16,2019/8/6,1）q1温度，L→β初晶，β相的成分通过实验确定为β1，随温度下降，L成分沿q1e曲线变化，β成分沿β1β2曲线变化 2）q2温度，L成分变至e点， β成分变到β2点，开始析出二元共晶 （L→α+β）α相的成分通过连三角形确定为a1a线上的α2点Q合金的凝固,,,,,,,,,,17,2019/8/6,,,,,,,,,,3）温度继续降低，二元共晶的量增多，L成分沿e1E线变化，β成分沿β2b线变化，α成分沿α2a线变化。

4）q3温度，L成分变至E点，全部凝固成三元共晶(α+β+γ)，凝固完毕18,2019/8/6,P合金的凝固,P合金位于三元共晶面的顶点a和三元共晶点E的连线上,,,,,,19,2019/8/6,,,,两相互析： A-B一边两固溶度面之间有βⅡ和αⅡ分别从α和β相中析出 A-C一边有α、γ互析； B-C一边有β、γ互析 三相同析： △a0b0c0内的固溶体分别同时析出(βⅡ+γⅡ)，(αⅡ+γⅡ)，(αⅡ+βⅡ)2.固态相变阶段,,,20,2019/8/6,L→α固溶体 继续冷却碰到固溶度面时，α→βⅡ 当α相成分变到aa0线上时，α→（βⅡ+γⅡ），βⅡ和γⅡ的成分分别位于bb0和cc0线上 再降低温度时，α，β，γ三相交互析出,,Ⅲ区x合金的相变,,21,2019/8/6,各区合金的凝固过程和形成的相组成物,22,2019/8/6,合金IV：L→α，L→α+β，α、β互析 合金VI：L→α，L→α+β，L→β+α+γ，α、β、γ同析反应,23,2019/8/6,650℃，仅截取三个初晶的液相面和固相面,5.3 等温截面,400℃，部分截取A-B、B-C的二元共晶开始和完毕面，刚接触A-C的二元共晶开始面。

350℃，部分截取A-B、B-C和A-C三组二元共晶开始和完毕面,已知各组元和各共晶凝固温度24,2019/8/6,各种等温截面,300℃，在三元共晶反应前为三个相邻的三相区，液相成分位于中间E点，三元共晶反应后，三个三相区合为一个，液相消失,100℃，单相区缩小，三相区扩大，固溶度均随温度降低而减少,,25,2019/8/6,等温截面特点,1.三相区呈三角形，3顶点与3个单相区相连； 2.三相区以三角形的边与两相区连接，相界线是相邻两相区的共轭线； 3.两相区一般以两条直线及两条曲线作边界，直线边与三相区相接，共轭的曲线把组成此两相区的两个单相区分开26,2019/8/6,x1： L→α+β L →α+β+γ α、β、γ同析,5.4 变温截面,,27,2019/8/6,x2： L →α L→α+β+γ α、β、γ同析,,28,2019/8/6,x3： L→α L→α+γ L→α+β+γ α、β、γ同析,,29,2019/8/6,x4： L→α L→α+γ α↔γ， α、β、γ同析,,,,,30,2019/8/6,x5： L→α L→α+γ α↔γ,,31,2019/8/6,分析图中x6~x8合金在冷却时的相变过程：,。