炼钢渣CaO-SiO2-FeO三元系相图(课堂PPT)

T* f,B i
e1
e2
e3
则
l Pb Sn
l
Pb
l Pb
e3
l Bi
Sn
Bi
Pb
l Sn l Bi Sn
e
Pb
e3
M
Bi
N
Sn
Bi
精品课件
若 Te T Te3
T* f,Pb
T* f,Sn
T* f,B i
e1
e2
e3
则
l Pb Sn
代表体系P中A物的含量；
a’
ba’= Cc’=Pb：
代表体系P中B物的含量；
c
Aa’= cb’=Pc：
b’ P
b
代表体系P中C物的含量；
A
B a c’
C
1. 等含量规则
一组体系点同在平行于三角形某一
b’ P Q R
B
b 边的线上，该则组体系中平行线对
应的顶点组成含量相同。
C
精品课件
2. 定比规则
凡位于通过顶点(A)的任一直线上的
T
三相区：3+1个 二次结晶面以下，三元共晶 面以上——两个固相+液相 三元共晶面以下
——三个固相
精品课件
T
T
e1 e3
e2
Bi
e
Pb
Sn
(2) 冷却过程分析
x
T* f,Pb
x → x1：熔体冷却；
x1：开始析出固态Bi，
T* f,Sn
液相组成将沿x1 y变化； x1 → y： Bi不断析出，熔
e1 x1
Bi
精品课件
则
Sn
Sn

单相区与之点接 （水平截面与棱边的交点，表 示三个平衡相成分。）
相率相区的相数差1； 相区接触法则： 单相区/两相区曲线相接；
两相区/三相区直线相接。
三元相图分析 22
三元相图分析 23
合金结晶过程分析； （4）投影图 相组成物相对量计算（杠杆定律、重心定律）
组织组成物相对量计算（杠杆定律、重心定律）
三元相图分析 8
6.2.2 重心定律 在一定温度下，三元合金三相平衡时，合金的成分点为三
个平衡相的成分点组成的三角形的质量重心。（由相率可知， 此时系统有一个自由度，温度一定时，三个平衡相的成分是 确定的。）
平衡相含量的计算：所计算相的成分点、合金成分点和二 者连线的延长线与对边的交点组成一个杠杆。合金成分点为 支点。计算方法同杠杆定律。
三元相图分析 13
6.4 三元共晶相图
6.4.1 组元在固态互不溶，具有共晶转变的相图 1. 相图分析 点：熔点；二元共晶点；三元共晶点。
三元相图分析 14
面： 区：
液相面 固相面 两相共晶面 三相共晶面 两相区：3个 单相区：4个 三相区：4个 四相区：1个
三元相图分析 15
三元相图分析
❖ 投影图
三元相图分析
三元相图的主要特点 （1）是立体图形，主要由曲面构成； （2）可发生四相平衡转变； （3）一、二、三相区为一空间。
三元相图分析 3
6.1三元相图的成分表示法 6.1.1 浓度三角形（等边、等腰、直角三角形） （1）已知点确定成分； （2）已知成分确定点。
等边浓度三角形
三元相图分析 4
三元相图分析 28
6.6 具有化合物的三元相图及三元相图的简化分割
三元相图分析 29
❖ 6.7 三元合金相图应用举例 6.7.1

说明
急冷或独立析晶都是非平衡冷却过程中两种理想情况， 实际生产过程更复杂，二者兼而有之。
材料科学基础
第6 章
6.5.1 CaO Al2O3 SiO2系统相图
CaO Al2O3 SiO2系统
无机非材料的重要系统，包括 许多重要硅酸盐制品、高炉矿 渣和一些矿物岩石。
CaO Al2O3 SiO2系统
一致熔融
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15个化合物
3个纯组元 10个二元化合物 2个三元化合物 SiO2多晶转变 靠近SiO2的二液区 不一致熔融
CaO-C2S-C12A7高钙区分系统
三个副三角形
k 单转熔 h 单转熔 F 低共熔
P点析晶过程
液相点
固相点
3点析晶过程
液相点
固相点
硅酸盐水泥的配料
硅酸盐 水泥主要
矿物
C3A内，考虑熟料中各矿物组成含 量要求及烧成时所需液相量，实际范围应在△内 靠近C2S-C3S边的小圆圈内。
硅酸盐水泥的烧成
采用部分熔化烧结法
熟料矿物形成不完全来自液相析晶，固态组元间的 固相反应更为重要。 为了加速生成C3S的固相反应，液相开始出现的温度 及液相量非常重要。
水泥生产工艺中的冷却
独立析晶
转熔过程中，若冷却速度较快，被转熔的晶相有可能会被新析 出的固相包裹，使转熔过程无法继续进行，从而使液相进行另 一个单独的析晶过程。
P点 配料
在k点发生独立析晶后的产物： C2S、C3S、C3A、C12A7、玻璃相。
水泥生产工艺中的冷却
k点转熔 （L＋C3S→C2S＋C3A） 快冷，C3S被C2S和C3A包裹，相当于只有L、C2S、C3A三相； L作为原始熔体离开k点沿kF界线向F点移动，独立析晶； 到达F点：LF→C2S＋C3A＋C12A7，熟料中可能出现C12A7。 独立析晶为非平衡过程，进行不完全，因快冷，熟料中残留部 分玻璃相。

DG E
相
A
C
冶
金 三、浓度三角形规则
物
理 6. 相对位规则
化 • 质心位：M点位于△DEF内。
学 简
重量关系：WM= WD+WE +WF 反应： D＋F＋ E →M
B
明
教
F
程
M
第
DG E
三
A
C
章
三元共晶点：D＋E+F → M
相
冶
金 三、浓度三角形规则
物 理
6.相对位规则
B
化
M点位于△DEF外情况（析出）
面：初晶区
明
4个初晶区（A）、（B）、 A
（C）、（AmBn）
教 线：二次共晶线（界线）
程
内界线，侧界线 点：二元、三元共晶点
第 2. 缓冷分析
三
e4
D
AmBn(D) e1
B
E2 e5 E1
e3
e2
章 相
AmBn与C的二元共晶点，是该线上的温度最低 点，又是E1E2线上的温度最高点。
C
冶
金 二、生成稳定化合物类型 物 理 2. 温度最高点规则：（内界线上的交点）
明
φ
1
2
3
4
教
程
f
3
2
1
0
第
三
章
相
冶
金 物 一、简单三元共晶相图
理 1. 相图组成
化 学
读图（点tA、线、面的物理意义）tA
简
相律： 在浓度三角形内A： f =4－φ
明
在浓度三e1’ 角形边A上： f =3－e3’φ
教 程
tB