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第8章 相平衡与相图 
                  8.4 三元系相图简介(7)

(4)垂直截面
     图8-52(a)和(b)分别为沿平行一边AB的成分线DE和过浓度三角形的顶点A的成分线AF所作的垂直截面。可以看出,垂直截面与三元共晶面的交线为一水平线,在过一顶点所取的垂直截面中,与二元共晶面的交线也为水平线。
     由垂直截面可分析合金的结晶过程。如O点成分的合金,冷却到1点时开始凝固,析出初晶B。温度降低时,不断析出B相。在2点,开始发生三相平衡共晶转变L→B+C。温度达到3点时,液相成分达到E点时,剩余液相发生四相平衡共晶转变L→A+B+C。合金在室温时的组织为:初晶B+两相共晶(B+C)+三相共晶(A+B+C)。
     垂直截面对结晶过程的分析更为直观,但不能确定相成分和量的变化,而投影图则可以给出反应中相成分和量的变化,因此可以将二者配合使用。
           
  2)固态有限固溶,具有共晶转变的三元相图
      三组元A,B,C在液态完全互溶,在固态时A-B,B-C,C-A都有限互溶的相图如图8-53所示。
    (1)相图分析
      此类相图与简单三元共晶相图相比,有如下特点:1)固态时的三个单相区由A,B,C三个纯组元轴向空间扩展为α,β,γ三个固溶体单相区;2)三个二元相图中的固态两相区A+B,B+C,A+C向空间扩展为三个固溶体两相区α+β,β+γ,γ+α;3)三个含液相的三相区L+α+β,L+β+γ,L+γ+α,变为三个棱柱面都为曲面的三棱柱;4)A+B+C三相区变为α+β+γ三相区,同时增加了aa0,bb0,cc0三条固溶度曲线。
      三元相图中的液相面为A′E1EE3A′,B′E2EE1B′,C′E3EE2C′,与液相面对应的固相面为A′a1aa2A′,B′b1bb2B′,C′c1cc2C′。固溶度曲面是由二元系的固溶度曲线向内扩展而成的,共有六个固溶度曲面,分别是a1aa0a′0a1、b2bb0b"0b2、b1bb0b′0b1、c2cc0c"0c2、c1cc0c′0c1、a2aa0a"0a2。相图中有三条共晶线E1E 、E2E、E3E,处于这三条线上的液相,在温度降低时将发生三相平衡的共晶反应。
      三元立体相图中有四个单相区,即液相L和三个固相α,β,γ单相区。两相区共有六个:液相面和固相面之间是L+α,L+β,L+γ三个两相区,每一对共轭的固溶度曲面包围一个固相两相区,即α+β,β+γ,γ+α。共有四个三相区,即L+α+β,L+β+γ,L+γ+α和α+β+γ三相区。有一个四相平衡面,即三角形abc,在这个面上将发生四相平衡共晶反应。
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