第二章 冶金熔体的相平衡图VIP专享VIP免费

第1页共77页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共77页第二章冶金熔体的相平衡图2.1三元系相图基础知识2.1.1相律及二元系相图回顾一、相律描述平衡体系中独立组元数、相数和自由度数之间的关系f=c–Φ+2对于常压下的冶金熔体体系，可以忽略气相的影响f=c–Φ+1独立组元数c与体系中物质种类数N、独立化学反应数R和限制条件数S的关系：c=N–R–S二、二元系相图的基本类型（1/3）第2页共77页第1页共77页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共77页（1）有一个低共熔点型（2）生成一个二元一致熔融化合物型（3）有一个化合物在固相分解型（4）生成一个二元不一致熔融化合物型（5）有转熔反应的有限固溶体型（6）有液相分层、固相晶型转变及偏晶反应型第3页共77页第2页共77页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共77页（7）形成连续固溶体型（8）有最高点的连续固溶体型（9）有低共熔点的有限固溶体型三、熔体冷却过程分析第4页共77页第3页共77页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共77页2.1.2三元系的组成表示法对于三元熔体体系：f=c–Φ+1=4–Φ三元凝聚体系的自由度数最多为3，即体系的平衡状态决定于温度和两个组元的浓度。要完整地表示三元系的状态，必须采用三维空间图形。在这种立体图中，底面上的两个坐标表示体系的组成，垂直于底面的坐标表示温度。一、浓度三角形第5页共77页第4页共77页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第5页共77页→等腰直角三角形表示法→等边三角形表示法1、等腰直角三角形表示法用纵轴表示组元A的浓度，横轴表示组元B的浓度，两轴均分为100等分。组元C的含量→计算法：C%=100–A%–B%→图解法：过M点作斜边的平行线交AC、BC边于m2、m1；线段Am2或Bm1的长度表示组元C的含量。→优点：可以用普通直角坐标纸作图→缺点：坐标原点所表示组元的含量的读取欠方便2、等边三角形表示法第6页共77页第5页共77页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第6页共77页性质：→吉布斯浓度三角形→罗策布浓度三角形→优点：可以直接从图上读出三个组元的百分含量→缺点：必须用等边三角形坐标纸3、双线法确定体系的组成第7页共77页第6页共77页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第7页共77页二、浓度三角形的性质1、等含量规则→在浓度三角形△ABC中平行于三角形某一边的任一直线上，其所有体系点中对应顶点组元的浓度相等。如图：→KK'线上诸物系点中组元C的含量均为c%2、等比例规则→由浓度三角形中任一顶点向对边引一射线，则射线上所有各点含三角形其余二顶点所表示的组元的数量比例均相等。如图：→b1/c1=b2/c2=b3/c3=…=常数第8页共77页第7页共77页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第8页共77页3、背向规则→在浓度三角形△ABC中，假定当物系点P冷却至初晶温度（即物系点到达液相面）时首先自液相中析出固相A，则当体系继续冷却时，剩余液相的组成将沿AP的延长线AL、朝着背向A的方向变化。4、直线规则→两个原始体系M，N完全混合为一个新体系P时，P的组成点必定在MN连线上，且必介于M、N二点之间。→反之，当一个体系P分解成为两个不同组成的体系M、N时，则M、N、P三点也必然处于一条直线上，且M、N两体系的组成点分居于P组成点的两侧。第9页共77页第8页共77页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第9页共77页5、杠杆规则→当两个体系M、N混合成为一个新体系P时，组成点P与组成点M、N的距离与体系M、N的数量成反比。即：→杠杆规则同样适用于一个体系P分解为两个新体系M、N的情形。6、重心原理第10页共77页第9页共77页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第10页共77页→三个原始体系M、N、Q完全混合为一个新体系P时，P点必定在以M、N、Q为顶点的三角形之内，且处于M、N、Q三重物组成的（物理）重心。(通常不是几何重心！)重心位置的确定...