目前,相图建立的方法主要有:热分析、差热分 析、金相分析、Ⅹ射线、电阻、热膨胀等。 随着计算机软件的开发和应用,依据合金热力学 的基本原理和热力学数据,可以通过计算模拟,建立 材料的相图。 4.相律 根据相律,二元系统两相平衡共存时的自由度为 若温度一定,自由度f=0,表明此温度下平衡相 的成分也随之确定。 2020年9月 复旦大学材料科学系
2020年9月 复旦大学材料科学系 12 目前，相图建立的方法主要有：热分析、差热分 析、金相分析、X射线、电阻、热膨胀等。 随着计算机软件的开发和应用，依据合金热力学 的基本原理和热力学数据，可以通过计算模拟，建立 材料的相图。 4. 相律 根据相律, 二元系统两相平衡共存时的自由度为 f＝1。 若温度一定，自由度 f＝0，表明此温度下平衡相 的成分也随之确定
合金在结晶过程中,各相的成分和相对量是在不 断变化的。 不同条件下相的成分及相对量,可通过杠杆定律 求得。图5-4是温度为t、成分为O的镍合金的匀晶相图。 I L+ 囫 L a (b) 图5-4二元相图的杠杆定律 2020年9月 复旦大学材料科学系
2020年9月 复旦大学材料科学系 13 (a) (b) 图5-4 二元相图的杠杆定律 合金在结晶过程中，各相的成分和相对量是在不 断变化的。 不同条件下相的成分及相对量，可通过杠杆定律 求得。图5-4是温度为t、成分为O的镍合金的匀晶相图
分析步骤如下 (1)确定两平衡相的成分(浓度) 设有温度为t、成分为O处的镍合金,如图5-4所 示,沿O点在温度为时的表象点O’作水平线,水平 线与液相线、固相线分别交于a、b两点。在温度为t 时a、b在液相和固相中的成分轴上投影点的质量分 数分别是:w、W; (2)确定两相平衡时的相对量 设镍合金的总质量为Q,温度为时液相和固相 中的质量分别是:Q、Q 2020年9月 复旦大学材料科学系
2020年9月 复旦大学材料科学系 14 分析步骤如下： (1) 确定两平衡相的成分（浓度） 设有温度为t、成分为O处的镍合金，如图5-4所 示，沿O点在温度为t时的表象点O’作水平线，水平 线与液相线、固相线分别交于a、b两点。在温度为t 时a、b在液相和固相中的成分轴上投影点的质量分 数分别是： 。 (2) 确定两相平衡时的相对量 设镍合金的总质量为Q0，温度为t时液相和固相 中的质量分别是: QL 、Qα。 、wNi L wNi
合金总质量Q等于固液两相的质量之和,即 Qo=Qrt e (5-4) 设镍在液相中的质量分数为wM、在固相中的质量分 数为w,O处合金的镍的质量分数为w,则 OWN=O WN+OWNi=(2-2).WNi+OWN Q,( L L 整理后得: W N LNL ao ao W ab ab W b b (5-5) W ab ab 2020年9月 复旦大学材料科学系 15
2020年9月 复旦大学材料科学系 15 合金总质量Q0等于固液两相的质量之和 , 即 Q0 ＝ QL ＋ Qα （5-4） 设镍在液相中的质量分数为 、在固相中的质量分 数为 , O处合金的镍的质量分数为 ，则 整理后得： （ 5-5 ） ( - w ) (w - w ) w w ( ).w w N i N i N i N i N i N i N i o L L o Ni L o L L o o Ni Q w Q Q w Q Q Q Q Q ' ' w w w w ' ' w w w w N i N i N i N i N i N i N i N i L L o O o L L o O L o Q ab o b Q ab o b Q Q Q ab ao Q ab ao Q Q L wNi o wNi wNi
b (5-6) ao 把(5-6)式质量比再变换一下,则有: 飞ao=Qaob (5-7) 对比图54,(5-7)式的形式与力学的杠杆原理一样 故称杠杆定律或称线段法则。 从杠杆定律可以看出:平衡条件下二元合金的质量 之比等于各自相区较远距离的线段之比,如(5-6)式 (5-7)式所示,或是反线段表述,见(5-5)式 2020年9月 复旦大学材料科学系 6
2020年9月 复旦大学材料科学系 16 （5-6） 把（5-6）式质量比再变换一下，则有： （5-7） 对比图5-4，(5-7)式的形式与力学的杠杆原理一样， 故称杠杆定律或称线段法则。 从杠杆定律可以看出：平衡条件下二元合金的质量 之比等于各自相区较远距离的线段之比，如（5-6）式、 （5-7）式所示，或是反线段表述，见(5-5)式。 QL .ao' Q .o'b o' ' a o b Q Q L