材料成型基础教学课件5.4

5.4组元在固态下完全不溶的三元共晶相图合金的三个组元在液态能无限互溶，在固态下几乎完全互不溶解，并且其中任意两个组元之间发生共晶转变，这样的三个组元形成简单的三元共晶系。一、相图的空间模型三块液相面；三条二元共晶线；E为三元共晶点；在tE温度发生三元共晶转变（四相平衡）。△A1B1C1称为三元共晶面，是该相图的固相面。有六个二元共晶空间曲面。有六条单变量线。有连接三角形。三元系的三相区是以三条单变量线作为棱边的空间三棱柱体。六个二元共晶空间曲面六条单变量线连接三角形三相区为空间三棱柱体三相区是以三条单变量线作为棱边的空间三棱柱体。三个两相区此外，三条二元共晶线E1E、E2E、E3E既是液相面的交线，也是二元共晶面的交线，同时又是液相面与二元共晶面的交线。一、相图的空间模型九个相区：一个液相区，三个两相区，四个三相区，一个四相面。二、等温截面（a）TaTbT1Tc图中两条曲线是等温截面与空间液相面的交线，得到三个相区。（b）Te2T2=Te1Tc出现三个两相区，一个液相区。（c）T3=Te2Te1水平截面与二元共晶线E1E，也与二元共晶曲面相交，有L、L+A、L+B、L+C、L+A+B五个相区。二、等温截面（d）T4=Te3Te2Te1出现两个三相区，三个两相区。（e）TeT5Te3出现三个三相区，三个两相区。二、等温截面三相区都是直边三角形，三顶点与三个单相区相接（表示该温度下三个平衡相的成分）。单相区与两相区的交线均为曲线。三角形的三边实际上是水平截面与三棱柱体侧面的交线，三个顶点是水平截面与三棱柱体棱边（单变量线）的交点。利用等温截面可以确定合金在该温度下所存在的平衡相，并可运用直线法则、杠杆定律和重心法则确定合金中各项的成分和相对含量。三、变温截面A：cd垂直平面与空间模型中各种面的交线。与液相面的交线，c3e1、d3e1；与四个二元共晶曲面的交线，c2p1、p1e1、e1g1、g1d2;与三元共晶面的交线c1d1。三、变温截面可利用变温截面分析合金的结晶过程：T1开始析出初晶A；T2—T3之间发生二元共晶转变；T3开始发生三元共晶转变。室温组织：A+(A+C)+(A+B+C)。三、变温截面三变温截面四、投影图将空间模型中各类区、面、线投影到成分三角形上，构成了平面投影图。E1E、E2E、E3E是三条二元共晶线的投影。AE、BE、CE三条虚线是二元共晶曲面与三元共晶面的交线。AE1EE3A,BE1EE2B,CE2EE3C分别是三个液相面的投影。AEE1,BEE1,BEE2,CEE2,CEE3,AEE3分别是六个二元共晶曲面的投影。△ABC为三元共晶面的投影。E点是三元共晶点的投影。五、合金结晶过程及组织利用投影图可以分析合金的结晶过程和组织，并能确定平衡相的组成和含量。T1：结晶出初晶A（成分固定），液相成分沿AO的延长线变化。T2：液相成分到达M点，发生二元共晶转变。T3：液相成分到达E点，发生三元共晶转变。室温下组织：A+(A+B)+(A+B+C)图5.225.23相组成物与组织组成物的计算用重心法则可求出三个相的相对量：WA=(Oa1/Aa1)*100%WB=(Ob1/Bb1)*100%WC=(Oc1/Cc1)*100%用杠杆定律可求出组织组成物的相对量：液相成分刚到达m点时,初晶A含量WA=(Om/Am)*100%液相成分刚到达E点时的含量W(A+B+C)=(Og/Eg)*100%二元共晶体含量W(A+B)=(1-Om/Am-Og/Eg)*100%室温下，图中各区域的组织组成物