当前课程知识点：材料科学基础 > 第六章 相图 > 6.11 三元相图的表示方法 > 三元相图的表示方法
同学们好
这一节我们来学习
三元系相图
工业上使用的材料大多数都是由
两种以上组元构成的
比如说合金钢
铸造合金
陶瓷
玻璃
耐火材料
ABS塑料等等
即使是二元系统
因为含有一些杂质元素
也有可能形成局部的杂质元素富集区
那么这些区域也应视为一个多元系统
在多元系统当中
各组元之间的交互作用并非是加合性的
例如
在二元系统当中加入第三组元之后
不仅可以改变原有组元之间的溶解度
而且某些情况下还可以发生新的转变
形成新的组成相
因此要全面地了解和掌握材料的组织
性能以及相应的加工与处理工艺
除了使用二元相图之外
还需要应用三元甚至多元相图
三元相图是多元相图当中应用最多的相图
但是与二元相图相比
三元相图的测定与分析要复杂得多
使用起来也不像二元相图那样方便
直观
在使用三元相图时
更多的是使用三元相图当中
某些有用的截面图和投影图
为此本节当中
我们将介绍三元相图的表达方式
和几种基本的三元相图
并学习分析等温截面
变温截面图和各相区
在成分三角形上的投影图
讲解三元相图的一些规律及应用实例
首先我们来学习一下
三元相图的表示方法
三元合金的成分变量有两个
当两个组元的含量确定之后
第三个组元的含量才能随之确定下来
因此
在相图上
需要用两个坐标轴来表示成分的变化
两个表示成分的坐标轴
就构成了一个平面
那么表示温度的坐标轴就只能
也必须的垂直于该平面
这样就形成一个三维的立体图形
三元相图当中分隔每一个相区的
是一系列空间的曲面
而不再是平面的曲线
我们先来学习成分三角形
三元相图当中代表合金成分的点都位于
由两个成分坐标轴所决定的三角形平面内
这种三角形称为成分三角形
又称为浓度三角形
它是一个三元合金系所有成分点的集合
决定成分变化的两个成分坐标轴的夹角
没有任何的限定
所以
成分三角形原则上就可以说
是一个不规则的任意三角形
但是为了使用上的简便直观
常用的成分三角形多为等边三角形
直角三角形和等腰三角形
其中以等边成分三角形的应用最为普遍
等边三角形ABC当中
第一
3个顶点A B C分别表示3个纯组元
第二3个边AB BC CA
分别表示3个二元系
A-B B-C和C-A的成分
第三
三角形内的任意一点
代表一定成分的三元合金
比如我们以O合金为例
如PPT图当中所示
首先过O点
分别作等边三角形三条边的平行线
并相交于各边
这样与各顶角相对的平行线
与等边三角形各边的截距
就分别表示各顶角组元的含量
比如说O合金当中含A组元的含量为a%
就等于 Be也等于Cb等于 Oa
含B组元的量为b%
等于cA等于fC等于Ob
含C组元的量c%
那么由等边三角形的几何特性
可以知道
a的百分含量加b的百分含量
再加c的百分含量
应该等于AB等于BC等于CA
等于100%
也就是说等边三角形的边长
代表一个三元合金的总量
为100%
如果已知合金中3个组元的含量
去求该合金在成分三角形内的位置
则可以从3个边上
找到代表各组元成分的对应点
分别作其对边的平行线
各平行线的交点即为给定合金的成分点
成分还有一些其他的表示方法
我们先看第一个等腰三角形
等腰三角形
多用于某一组元的含量较少
而另两个组元的含量较多
第二种直角三角形
直角三角形多用于某一组元含量较多
另两个组元含量较少
下面我们来看一下成分三角形当中
还有两条具有特定意义的直线
第一条
平行于三角形某一条边的直线
那么这条直线上有什么特性呢
通过前面合金成分的确定
我们可以发现
凡是成分位于该直线上的合金
他们所含的这条边对应顶点
所代表的组元的含量是一个定值
比如图中的ef线平行于AC线
那么成分位于ef线上的所有给定合金的
B组元的含量都是Ae%
第二条直线
过三角形顶点的直线
那么这条直线上的成分有什么特点呢
凡是成分位于该直线上的合金
它们所含的另外两个顶点
所代表的两组元的成分之比为一个常数
如图位于BD线上的合金o1
o2
o3
D等
它们的AC两组元的含量之比
也就是说wA比上wC应该等于谁呢
等于一个Ba1比上一个Bc1
也应该等于Ba比上一个Bc
也等于CD比上一个AD
好
这一节我们就先学习到这里
-绪论
-绪论
-讨论1
-讨论2
-2.1 原子结构与原子轨道
--原子结构与轨道
-2.2 电子排布规律
--电子排布规律
--电子排布规律
-2.3 晶体中的结合键
--晶体中的结合键
--原子结构与键合
-2.4 晶体结构与空间点阵
-2.5 晶系与布拉菲点阵
--晶系与布拉菲点阵
--晶系与布拉菲点阵
-2.6 晶向指数与晶面指数
-2.7 晶面间距与晶面夹角
-2.8 晶体的宏观对称性
--晶体的宏观对称性
--晶体的宏观对称性
-讨论1
-讨论2
-习题-第2章
-3.1 金属的晶体结构
--金属的晶体结构
--金属的晶体结构
-3.2 金属晶体的堆垛与间隙
-3.3 合金基本概念
--合金的基本概念
--合金的基本概念
-3.4 固溶体
--固溶体
--固溶体
-3.5 化合物
--化合物
--化合物
-3.6 陶瓷的晶体结构
--陶瓷的晶体结构
--陶瓷的晶体结构
-3.7 高分子的基本结构
--高分子的基本结构
--高分子的基本结构
-3.8 非晶、准晶和纳米晶
-讨论1
-讨论2
-习题-第3章
-4.1 扩散的宏观规律
--扩散的宏观规律
--扩散的宏观规律
-4.2 扩散的微观机制
--扩散的微观机制
--扩散的微观机制
-4.3 扩散与原子的随机行走
-4.4 扩散系数与扩散激活能
-4.5 扩散的影响因素
--扩散的影响因素
--扩散的影响因素
-4.6 反应扩散
--反应扩散
--反应扩散
-讨论1
-讨论2
-习题-第4章
-5.1 纯金属的结晶
--纯金属的结晶
--纯金属的结晶
-5.2 金属结晶的基本条件
-5.3 液态金属的结构
--液态金属的结构
--液态金属的结构
-5.4 均匀形核
--均匀形核
--均匀形核
-5.5 非均匀形核
--非均匀形核
--非均匀形核
-5.6 晶体长大的动力学条件和液固界面微观结构
-5.7 阶梯的长大机制和生长形态
-讨论1
-讨论2
-习题-第5章
-6.1 匀晶相图
--匀晶相图
--匀晶相图
-6.2 共晶相图
--共晶相图
--共晶相图
-6.3 共析相图与包晶相图
-6.4 其他二元相图
--其他二元相图
--其它二元相图
-6.5 铁碳合金的组元及基本相
-6.6 Fe-Fe3C相图分析与工业纯铁结晶过程
-6.7 钢的结晶过程
--钢的结晶过程
--钢的结晶过程
-6.8 白口铸铁的结晶过程
-6.9 碳对铁碳合金平衡组织的影响
-6.10 碳对Fe-C合金机械性能的影响
-6.11 三元相图的表示方法
-6.12 直线法则与杠杆定律
-6.13 重心法则
--重心法则
--重心法则
-6.14 三元匀晶相图与等温截面图
-6.15 变温截面与投影图
--变温截面与投影图
--变温截面与投影图
-6.16 具有共晶三相平衡的三元系相图概况
-6.17 具有共晶三相平衡的三元系相图分析
-6.18 具有共晶三相平衡的三元系相图截面图与投影图
-讨论1
-讨论2
-习题-第6章
-7.1 固态相变的特点分类
-7.2 固态相变的形核与生长
-7.3 成分保持不变的(无扩散)相变
-7.4 过饱和固溶体的分解
-7.5 共析转变
--共析转变
--共析转变
-7.6 马氏体转变（一）
--马氏体转变（一）
--马氏体转变（一）
-7.7 马氏体转变（二）
--马氏体转变（二）
--马氏体相变（二）
-7.8 贝氏体相变
--贝氏体相变
--贝氏体转变
-讨论1
-讨论2
-习题-第7章
-8.1 点缺陷
--点缺陷
--点缺陷
-8.2 位错的基本概念
--位错的基本概念
--位错的基本概念
-8.3 柏氏矢量
--柏氏矢量
--柏氏矢量
-8.4 位错的运动
--位错的运动
--位错的运动
-8.5 位错的弹性性质
--位错的弹性性质
--位错的弹性性质
-8.6 位错的交互作用
--位错的交互作用
--位错的交互作用
-8.7 位错的生成与增殖
--位错的生成与增殖
--位错的生成与增殖
-8.8 实际晶体中的位错
--实际晶体中的位错
--实际晶体中的位错
-8.9 位错反应
--位错反应
--位错反应
-8.10 晶界与相界
--晶界与相界
--晶界与相界
-讨论1
-讨论2
-习题-第8章
-9.1 金属的应力-应变曲线
-9.2 单晶体的塑性变形-滑移
-9.3 单晶体的塑性变形-孪生
-9.4 多晶体的塑性变形
--多晶体的塑性变形
--多晶体的塑性变形
-9.5 多相合金的塑性变形
-9.6 聚合物与陶瓷的塑性变形
-9.7 变形后的组织与性能
-9.8 晶体的断裂
--晶体的断裂
--晶体的断裂
-9.9 回复和再结晶
--回复和再结晶
--回复和再结晶
-9.10 再结晶形核和长大
--再结晶形核和长大
--再结晶形核和长大
-9.11 再结晶组织控制
--再结晶组织控制
--再结晶组织控制
-9.12 蠕变、超塑性变形
--蠕变、超塑性变形
--蠕变、超塑性变形
-讨论1
-讨论2
-习题-第9章
