第5章三元相图材料科学基础PPT讲稿.ppt

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1、第第5章三元相图材料科章三元相图材料科学基础学基础1第1页，共63页，编辑于2022年，星期二1 相图分析 点：a,b,c-三个纯组元的熔点；线 面：液相面、固相面；区：L,L+。5.4.1 5.4.1 三元匀晶相图三元匀晶相图 2第2页，共63页，编辑于2022年，星期二3第3页，共63页，编辑于2022年，星期二2 2 三元固溶体合金的结晶规律三元固溶体合金的结晶规律 液液相相成成分分沿沿液液相相面面、固固相相成成分分沿沿固固相相面面，呈呈蝶蝶形形规规律律变变化化。共轭线：平衡相成分点的连线。共轭线：平衡相成分点的连线。4第4页，共63页，编辑于2022年，星期二垂直截面垂直截面5第5页，

2、共63页，编辑于2022年，星期二6第6页，共63页，编辑于2022年，星期二（3）结晶过程分析）结晶过程分析 成分轴的两端不一定是纯组元；成分轴的两端不一定是纯组元；注意注意 液、固相线不一定相交；液、固相线不一定相交；不能运用杠杆定律。不能运用杠杆定律。7第7页，共63页，编辑于2022年，星期二BCA 等温界面（水平截面）等温界面（水平截面）（1 1）做法：）做法：某一温度下的某一温度下的水平面与相图中各面的交水平面与相图中各面的交线。线。8第8页，共63页，编辑于2022年，星期二 （2 2）截面图分析）截面图分析 3 3个相区：个相区：L,L+;L,L+;2 2条相线：条相线：L L

3、1 1L L2 2,S,S1 1S S2 2（共轭曲线共轭曲线）;若干连接线：可作为计算相对量的若干连接线：可作为计算相对量的杠杆杠杆（偏向低熔点组元；可（偏向低熔点组元；可用合金成分点与顶点的用合金成分点与顶点的连线连线近似代替；过给定合金成分点，只能近似代替；过给定合金成分点，只能有唯一的共有唯一的共 轭连线。）轭连线。）9第9页，共63页，编辑于2022年，星期二CAB10第10页，共63页，编辑于2022年，星期二CABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT T

4、A AT TB B11第11页，共63页，编辑于2022年，星期二CABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA AT TB BLLAALLBBLLCC12第12页，共63页，编辑于2022年，星期二13CABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA AT TB BLA+CLA+BLB+C13第13页，共63页，编辑于2022年，星期二C

5、ABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA AT TB BA+B+CA+B+CLLA+B+CA+B+C14第14页，共63页，编辑于2022年，星期二CAB单相区：单相区：双相区：三相区：四相区：E EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA AT TB BL LL+AL+A、L+BL+B、L+CL+CL+A+BL+A+B、L+B+CL+B+

6、C、L+A+CL+A+C、A+B+CA+B+C一个一个一个一个三个三个三个三个四个四个四个四个一个一个一个一个L+A+B+CL+A+B+C15第15页，共63页，编辑于2022年，星期二CABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA AT TB BE EE E3 3E E1 1T TA AE EE E1 1E E2 2T TB BE EE E3 3E E2 2T TC CLLAALLBBLLCC16第16页，共63页，编辑于2022年，星期二CABE EE E3 3

7、E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA AT TB B液相面 初初生生相相开开始始析析出出17第17页，共63页，编辑于2022年，星期二CABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA AT TB BE EC C1 1A A1 1B B1 1LLA+CA+CLLA+BA+BLLB+CB+CLLA+B+CA+B+C固相面 三相平衡共晶转变结束 四四相相平平

8、衡衡共共晶晶18第18页，共63页，编辑于2022年，星期二CABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA AT TB BLLA+CA+CLLA+BA+BLLB+CB+CE EA A1 1A A2 2B B1 1B B2 2E E1 1E EE E3 3C C1 1C C3 3A A1 1A A3 3E EE E2 2C C1 1C C2 2B B1 1B B3 3中间面 三相平衡共晶转变开始19第19页，共63页，编辑于2022年，星期二CABE EE E3 3E

9、 E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA AT TB BE EE E3 3E E1 1E E2 2LLA+CA+CLLA+BA+BLLB+CB+C 三相平衡共晶线20第20页，共63页，编辑于2022年，星期二CABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA AT TB B 四四 相相 平平 衡衡 共共 晶晶 点点21第21页，共63页，编辑于2022年，星期

10、二投影图：相区的投影曲面的投影曲面的投影曲线的投影点的投影点的投影CABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA AT TB BLALBLCe1ee3e222第22页，共63页，编辑于2022年，星期二ABCLBLALCe1E1e2E2e3E3e eLALBLC23第23页，共63页，编辑于2022年，星期二24CABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3

11、T TC CT TA AT TB BLLA+CA+CLLA+BA+BLLB+CB+Ce1ee3e224第24页，共63页，编辑于2022年，星期二e eLA+CLA+BLB+CLLA+BA+BLLB+CB+CLLA+CA+CABC25第25页，共63页，编辑于2022年，星期二CABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA AT TB BA+B+CLA+B+C26第26页，共63页，编辑于2022年，星期二ABCA+B+CLA+B+CA+B+CLA+B+C27第27

12、页，共63页，编辑于2022年，星期二CABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA AT TB BE EE E3 3E E1 1T TA AE EE E1 1E E2 2T TB BE EE E3 3E E2 2T TC CLLAALLBBLLCC液相面 初生相开始析出e1ee3e228第28页，共63页，编辑于2022年，星期二ABCe1E1e2E2e3E3e eLLAALLBBLLCCE EE E3 3E E1 1T TA ALLAAE EE E1 1E E2

13、 2T TB BLLBBE E3 3E E2 2T TC CLLCC29第29页，共63页，编辑于2022年，星期二CABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA AT TB BE EC C1 1A A1 1B B1 1LLA+CA+CLLA+BA+BLLB+CB+CLLA+B+CA+B+C固相面 三三相相平平衡衡共共晶晶转转变变结结束束 四相平衡共晶30第30页，共63页，编辑于2022年，星期二ABCLLA+B+CA+B+Ce eLLA+CA+CLLA+BA+B

14、LLB+CB+CLA+B+CLLA+CA+CLLA+BA+BLLB+CB+C31第31页，共63页，编辑于2022年，星期二e eLA+CLA+BLB+CLA+BLB+CLA+CABC32第32页，共63页，编辑于2022年，星期二e eABCE E3 3E EE E1 1E E2 2LLA+CA+CLLA+BA+BLLB+CB+Ce e1 1e e2 2e e3 333第33页，共63页，编辑于2022年，星期二CABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA AT

15、 TB B四四 相相 平平 衡衡 共共 晶晶 点点ee eABC34第34页，共63页，编辑于2022年，星期二e eABC总 投 影 图35第35页，共63页，编辑于2022年，星期二CABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA AT TB B单相区立体图投影图相变类型L L相区T TA A-E-E1 1-T-TB B-E-E2 2-T-TC C-E-E3 3以上以上以上以上A-B-CA-B-C双双相相区区L+AL+AT TA A-E-E1 1-E-E-E-E3

16、 3-A-A2 2-A-A1 1A-eA-e1 1-e-e-e-e3 3-A-AL+BL+BT TB B-E-E1 1-E-E-E-E2 2-B-B3 3-B-B1 1B-eB-e1 1-e-e-e-e2 2-B-BL+CL+CT TC C-E-E2 2-E-E-E-E3 3-C-C3 3-C-C1 1C-eC-e2 2-e-e-e-e3 3-C-CLLAALLBBLLCC36第36页，共63页，编辑于2022年，星期二CABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA

17、 AT TB B四相区立体图投影图相变类型L+A+B+CL+A+B+C相区A A1 1-B-B1 1-C-C1 1A-B-CA-B-C三相区L+A+BL+A+BA A1 1A A2 2-A-A2 2E E1 1B B2 2-B-B2 2B B1 1-B-B1 1EAEA1 1-E-E1 1E EA-e-BA-e-BL+B+CL+B+CB B1 1B B3 3-B-B3 3E E2 2C C2 2-C-C2 2C C1 1-C-C1 1EBEB1 1-E-E2 2E EB-e-CB-e-CL+C+AL+C+AC C1 1C C3 3-C-C3 3E E3 3A A3 3-A-A3 3A A1 1

18、-A-A1 1ECEC1 1-E-E3 3E EC-e-AC-e-ALLA+BA+BLLB+CB+CLLA+B+CA+B+CA+B+CA+B+CAAAA1 1-BB-BB1 1-CC-CC1 1-ABC-A-ABC-A1 1B B1 1C C1 1A-B-CA-B-CLLC+AC+A37第37页，共63页，编辑于2022年，星期二CABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA AT TB B立体图投影图相变类型液相面T TA A-E-E1 1-E-E-E-E3 3-

19、T-TA AA-eA-e1 1-e-e-e-e3 3-B-BT TB B-E-E1 1-E-E-E-E2 2-T-TA AB-eB-e1 1-e-e-e-e2 2-C-CT TC C-E-E2 2-E-E-E-E3 3-T-TC CC-eC-e2 2-e-e-e-e3 3-A-ALLAALLBBLLCC意义析出初生相析出初生相析出初生相析出初生相38第38页，共63页，编辑于2022年，星期二CABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA AT TB B立体图投影图

20、相变类型固固相相面面 AA1 1EBEB1 1 AeBAeB B B1 1ECEC1 1 BeCBeC C C1 1EAEA1 1 CeACeALLA+BA+BLLB+CB+CLLC+AC+A意义三相平衡共晶结束三相平衡共晶结束三相平衡共晶结束三相平衡共晶结束 A A1 1B B1 1C C1 1 ABCABCLLA+B+CA+B+C四相平衡共晶四相平衡共晶四相平衡共晶四相平衡共晶39第39页，共63页，编辑于2022年，星期二CABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC C

21、T TA AT TB B立体图投影图相变类型中中间间面面A A1 1A A2 2E E1 1B B2 2B B1 1E EAeBAeBB B1 1B B3 3E E2 2C C2 2C C1 1E EBeCBeCC C1 1C C3 3E E2 2B B3 3B B1 1E ECeACeALLA+BA+BLLB+CB+CLLC+AC+A意义三相平衡共晶开始三相平衡共晶开始三相平衡共晶开始三相平衡共晶开始40第40页，共63页，编辑于2022年，星期二CABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B

22、 B3 3T TC CT TA AT TB B立体图投影图相变类型线线E E1 1E Ee e1 1e eE E2 2E Ee e2 2e eE E3 3E Ee e3 3e eLLA+BA+BLLB+CB+CLLC+AC+A意义三相平衡共晶开始三相平衡共晶开始三相平衡共晶开始三相平衡共晶开始点点E Ee eLLA+B+CA+B+C四相平衡共晶四相平衡共晶四相平衡共晶四相平衡共晶41第41页，共63页，编辑于2022年，星期二LA+B+CCABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T

23、 TC CT TA AT TB Be eABC1 1）E点合金LA+B+Ce e1 1e e2 2e e3 3相组成：相组成：组织组成：组织组成：A+B+C(A+B+C)2.结晶过程42第42页，共63页，编辑于2022年，星期二CABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA AT TB Be eABC2）e1 1-e线上的合金线上的合金LA+B+Ce e1 1e e2 2e e3 3相组成：相组成：组织组成：组织组成：A+B+C(A+B)+(A+B+C)LA+BL

24、A+B+C43第43页，共63页，编辑于2022年，星期二CABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA AT TB Be eABC3）A-e线上的合金LA+B+Ce e1 1e e2 2e e3 3相组成：相组成：组织组成：组织组成：A+B+CA初+(A+B+C)LALA+B+C44第44页，共63页，编辑于2022年，星期二LACABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B

25、B2 2B B3 3T TC CT TA AT TB Be eABC4）A-e-eA-e-e1内合金内合金LA+B+Ce e1 1e e2 2e e3 3相组成：相组成：组织组成：组织组成：A+B+CA初+(A+B)+(A+B+C)LA+BLA+B+C45第45页，共63页，编辑于2022年，星期二e ee e1 1e e2 2e e3 3ABC6 61 12 23 34 45 5区域相组成组织组成1 1 A+B+CA+B+C2 2 A+B+CA+B+C3 3 A+B+CA+B+CA A初初+(A+B)+(A+B+C)+(A+B)+(A+B+C)B B初初+(A+B)+(A+B+C)+(A+B

26、)+(A+B+C)B B初初+(C+B)+(A+B+C)+(C+B)+(A+B+C)4 4 A+B+CA+B+CC C初初+(C+B)+(A+B+C)+(C+B)+(A+B+C)5 5 A+B+CA+B+CC C初初+(A+C)+(A+B+C)+(A+C)+(A+B+C)6 6 A+B+CA+B+CA A初初+(A+C)+(A+B+C)+(A+C)+(A+B+C)46第46页，共63页，编辑于2022年，星期二e ee e1 1e e2 2e e3 3ABC区域相组成组织组成e e1 1-e-e A+B+CA+B+Ce e2 2-e-e A+B+CA+B+Ce e3 3-e-e A+B+CA+

27、B+C(A+B)+(A+B+C)(A+B)+(A+B+C)(B+C)+(A+B+C)(B+C)+(A+B+C)(C+A)+(A+B+C)(C+A)+(A+B+C)A-A-e e A+B+CA+B+CA A初初+(A+B+C)+(A+B+C)B-B-e e A+B+CA+B+CB B初初+(A+B+C)+(A+B+C)C-C-e e A+B+CA+B+CC C初初+(A+B+C)+(A+B+C)e e A+B+CA+B+C(A+B+C)(A+B+C)47第47页，共63页，编辑于2022年，星期二3.等温截面及其投影CABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3

28、 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA AT TB B48第48页，共63页，编辑于2022年，星期二ABCL LL+CL+CL+CL+CL+AL+AL+BL+BL LL+A+CL+A+CL+A+CL+A+CL+B+CL+B+CL+A+BL+A+BL+A+B+CL+A+B+CL+CL+CL+AL+AL LL+A+CL+A+CL+A+BL+A+BL+B+CL+B+CL LL+AL+AL+BL+BL+CL+CA+B+CA+B+C49第49页，共63页，编辑于2022年，星期二50第50页，共63页，编辑于2022年，星期二4.垂直截面1 1

29、）等比截面等比截面e ee e1 1e e2 2e e3 3ABCCABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA AT TB B例一：例一：L LL+AL+AL+BL+BL+A+CL+A+CL+B+AL+B+AA+B+CA+B+C51第51页，共63页，编辑于2022年，星期二e ee e1 1e e2 2e e3 3ABCCABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2

30、B B3 3T TC CT TA AT TB BL LL+AL+AL+BL+BL+A+CL+A+CL+B+AL+B+AA+B+CA+B+C52第52页，共63页，编辑于2022年，星期二e ee e1 1e e2 2e e3 3ABCCABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA AT TB B例二：例二：L LL+AL+AL+BL+BL+A+CL+A+CA+B+CA+B+C53第53页，共63页，编辑于2022年，星期二CABE EE E3 3E E1 1E E2

31、 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA AT TB B例一：例一：e ee e1 1e e2 2e e3 3ABC2）定量截面L LL+AL+AL+BL+BL+A+CL+A+CL+B+CL+B+CA+B+CA+B+C54第54页，共63页，编辑于2022年，星期二55CABE EE E3 3E E1 1E E2 2C C1 1C C2 2C C3 3A A1 1A A2 2A A3 3B B1 1B B2 2B B3 3T TC CT TA AT TB B例二：例二：e ee e1 1e e2 2e

32、e3 3ABCL LL+AL+AL+BL+BL+A+CL+A+CL+A+BL+A+BA+B+CA+B+CL+B+CL+B+C55第55页，共63页，编辑于2022年，星期二小结小结非恒温转变类型非恒温转变类型匀晶转变稳定化合物非稳定化合物56第56页，共63页，编辑于2022年，星期二共晶转变恒温转变类型恒温转变类型分解型共析转变偏晶转变熔晶转变57第57页，共63页，编辑于2022年，星期二包晶转变恒温转变类型恒温转变类型合成型包析转变合晶转变58第58页，共63页，编辑于2022年，星期二复杂二元相图的分析复杂二元相图的分析FeFe3C相图（相图（重中之重重中之重）相图的描绘，各个点、线、

33、区域的意义。相组成、组织组相图的描绘，各个点、线、区域的意义。相组成、组织组成物及其含量的计算。合金冷却曲线。成物及其含量的计算。合金冷却曲线。三元相图的基本知识三元相图的基本知识59第59页，共63页，编辑于2022年，星期二5个个单单相相区区，7个两相区个两相区三三条条水水平平线线，三条特征线三条特征线60第60页，共63页，编辑于2022年，星期二作业作业61第61页，共63页，编辑于2022年，星期二62第62页，共63页，编辑于2022年，星期二读出图所示浓度三角形中，读出图所示浓度三角形中，CDEFGH各合金点的成分。它各合金点的成分。它们在浓度三角形的位置上有什么样特点？们在浓度三角形的位置上有什么样特点？63第63页，共63页，编辑于2022年，星期二