材料科学基础基本第五章 材料的相结构及相图
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第5章材料的相结构及相图一、选择题三元系统相图中,若存在有n条界线,则此系统相图中能连接出()条连线。
A.3B.n-1C.nD.n+1【答案】C【解析】三元系统相图中,存在几条界线就能在相图中连接出几条连线。
二、填空题1.Fe-Fe3C相图中含碳量小于______为钢,大于______为铸铁;铁碳合金室温平衡组织均由______和______两个基本相组成;奥氏体其晶体结构是______,合金平衡结晶时,奥氏体的最大含碳量是______;珠光体的含碳量是______;莱氏体的含碳量为______;在常温下,亚共析钢的平衡组织是______,过共析钢的平衡组织是______;Fe3CⅠ是从______中析出的,Fe3CⅡ是从______中析出的,Fe3CⅢ是从______中析出的,它们的含碳量为______。
【答案】2.11%C;2.11%C;铁素体(a);渗碳体(Fe3C);FCC;2.11%;0.77%;4.3%;铁素体和珠光体;珠光体和Fe3CⅡ;液相;奥氏体;铁素体;6.69%2.置换固溶体的溶解度与原子尺寸因素、______、电子浓度因素和______有关。
【答案】电负性;晶体结构三、判断题1.中间相只是包括那些位于相图中间且可以用一个分子式表示的化合物相。
()【答案】×【解析】凡是位于相图中间的各种合金相结构都统称为中间相,这其中当然包括一个分子式表示的化合物相以及一些固溶体相。
2.三元相图中的三元无变量点都有可能成为析晶结束点。
()【答案】×【解析】三元相图中三条界线的交点是三元无变量点,也是低共熔点,它的液相同时对三种晶相饱和。
低共熔点也是存在液相的最低温度点。
通过低共熔点平行于底面的平面称为固相面或结晶结束面。
固相面之下全部是固相。
四、名词解释1.中间相答:中间相是指合金中组元之间形成的、与纯组元结构不同的相。
在相图的中间区域。
2.间隙固溶体答:间隙固溶体是指若溶质原子比较小时可以进入溶剂晶格的间隙位置之中而不改变溶剂的晶格类型所形成的固溶体。
A B C O b b' c C ’a a ’ 第5章-II 三元相图5.10 基本概念三元系: 三个组元组成的合金系独立变量:温度T 组元浓度 X A 、X B (X C =1-X A -X B )三元相图的几何形状 :完整的三元相图: 空间三维模型,实用三元相图: 平面图(截面面图和投影图)5.10.1三元相图的成分表示方法1. 等边三角形表示法 (图1) ● 成分三角形 ● 三角形中的点如何表示成分 X A =Ca , X B =Ab , X C =Bc, 可证: X A +X B +X C =100% ●网格三角形 (图2)图1图2用途:相当于坐标纸。
已知三角形中某一点的位置,可用网格三角形测出该点对应的材料的成分 ● 成分三角形中的特殊的点和线 (图3) ➢ 顶点: 纯组元➢ 平行于三角形某边的直线: 此材料中和边相对的组元含量相等 ➢ 过三角形顶点的直线:对应的材料中两组元浓度比相等ABCaa ’CPb图3 图4 2. 直角三角形表示法 (图4)P 点的成分:X B =Ab, X C =Ac, X A =1-X B -X C 3、 3. 其它表示法如:等腰成分三角形 局部图形5.10.2 自由能-成分曲面和公切面法则1.三元相图中的相律f=C-P+1 ∵ C=3 ∴ f=0 时, P=4最多只能是四相平衡;P=1时, f=3, 有三个自由度 因此自由能与成分的关系要用空间曲面表示。
(图5) 2.公切面法则 ● 两相平衡图5公切面可在自由能-成分曲面上滚动, 得到一对共轭曲线,这对曲线上的点是一一对应的,对应点之间的连线称之为连接线。
(图6)● 三相平衡 公切面是唯一的 (图7) ● 四相平衡 有公切面,四点共面5.10.3 杠杆定理和重心法则1.杠杆定理aboaabob==%%βα%100⨯=PMOMWα%100⨯=QRORWβ%100⨯=STOTWγA BCabo .图6 图7(1)共线法则当三元系处于两相平衡时,此两相的成分点和材料的成分点位于成分三角形的同一直线上。