第四章二元相图相图描述物质的状态与温度、压力及成分之间关系的图解作用作用:根据相图可确定不同成分的材料在不同温度下组成相的种类、各相的相对量、成分及温度变化时可能发生的变化。注意:相图仅在热力学平衡条件下成立,不能确定结构、分布状态和具体形貌
1 第四章 二元相图 相图 • 描述物质的状态与温度、压力及成分之间关系的 图解 作用 • 作用:根据相图可确定不同成分的材料在不同温度下组 成相的种类、各相的相对量、成分及温度变化时可能发 生的变化。 注意: • 相图仅在热力学平衡条件下成立,不能确定结构、分布状态和 具体形貌
16001538ID1495*AHNB8(Fo)LN14001394c'L+Y(4.26)/1227'D12001154"L+Fe,C2.08FFY(Fe)/E(2.11)1148C(4.30)1000Y+Fe,C912's3./FeC-G(0.68)800738K770'K7270S(0.77)600a+Fe,Ca(Fo)400230*200oQFe0.51.01.52.02.33.03.54.04.35.05.56.06.56.69wc(%)一Fe-Fe,C相图铁素体的居里温度FeC液相线(计算)一X(Fe22C)转变(计算)---Fe石相图铁-碳相图图5-47
第一节相图的基本知识1.相律由度(1)口二元系恒压相图的相律表达为:数之f=C-P+13相平衡:f=0。在相图上表现为恒温下三个点,(2)也就是三相区。称为零变量平衡或不变平衡。定义因素2相平衡:f=1。两相平衡点的集合构成一对共轭曲线,若要维持两相平衡,当温度改变时,两个平(如衡相的成分随之而变。单相平衡:f=2。即相的温度和成分可以独立改变表达而不改变平衡状态,即单相平衡点的集合构成任意形状的区域
3 第一节 相图的基本知识 1.相律 (1)相律:热力学平衡条件下,系统的组元数、相数和自由度 数之间的关系。 (2)自由度 定义:系统中保持平衡相数不变的条件下, 独立可变的因素 (如温度,压力, 浓度等) 表达式:f=c-p+2 f=c-p+1(压力恒定时)
第一节相图的基本知识(3)应用可确定系统中可能存在的最多平衡相数。如单元系2个,二元系3个。II.可以解释纯金属与二元合金的结晶差别。纯金属结晶恒温进行,二元合金变温进行。2、相图的表示与建立(1)状态与成分表示法状态表示:温度-成分坐标系成分表示:质量分数或摩尔分数例p1164.1.14.1.2
4 (3)应用 第一节 相图的基本知识 I. 可确定系统中可能存在的最多平衡相数。如单元系2个,二元系3个。 II. 可以解释纯金属与二元合金的结晶差别。纯金属结晶恒温进行,二 元合金变温进行。 2、 相图的表示与建立 (1)状态与成分表示法 状态表示:温度-成分坐标系。 成分表示:质量分数或摩尔分数。 例p116 4.1.1 4.1.2
第一节相图的基本知识(2)相图的建立方法:实验法和计算法。(相变时,性质的变化带有突变性)过程:配制合金-测冷却曲线-确定转变温度填入坐标-绘出曲线两线、三区。相图结构:两点、cuCutCac.80%S20%40%60%Ni1500150014004005/单1300130012001200dA1100110010001000900900Ni20406080Cu时间-we(%)a)b)图5-9相图建立的方法原理5
5 第一节 相图的基本知识 (2)相图的建立 方法:实验法和计算法。 (相变时,性质的变化带有突变性) 过程:配制合金-测冷却曲线-确定转变温度-填入坐标-绘出曲线。 相图结构:两点、两线、三区