温稳定、低温不稳定的特性。但双升点R所对应的A、B和D这3个晶相组成点的联线亦是一条直线,在R点也是发生化合物分解或形成的过程,液相也仅起介质作用,R也是过渡点。冷却结晶时,在R点发生的过程为
(3–8)
组成为M的熔体冷却结晶时,其液相和总固相组成点的变化路线已在图3–20中画出。在R点发生如式(3–8)所示的过程,其结果必然是D先消失,系统又获得1个自由度。于是液相组成离开R点沿RE界线变化,结晶结束在E点,结晶产物为A、B和C共3个晶相。系统加热时,在R点则发生相反的过程
(3–9)
六、具有一个一致熔融三元化合物的三元系统相图
如图3–21所示,在三元系统内有1个一致熔融三元化合物S(AMBNCQ),其组成点落在自己的初晶区 S 内,S点也是该三元化合物液相面的温度最高点。划分副三角形后,图3–21简化成3个最简单的具有一个低共熔点的三元系统。
图3–21 具有一个一致熔融三元化合物的三元系统相图
七、具有一个不一致熔融三元化合物的三元系统相图
如图3–22(a)和(b)所示,在三元系统中,有1个不一致熔融三元化合物S(AMBNCQ),其组成点S落在其初晶区 S 之外。根据其中无变量点性质的不同,这类相图又有图3–22所示的(a)和(b)两种类型。
图3–22 生成一个不一致熔融三元化合物的三元系统相图
? (a)有双升点的类型;(b)有双降点的类型
图3–22(a)为具有双升点的类型。划分副三角形后,相区界线上的温度下降方向如箭头所示。P点是对应于副三角形ABS的三元无变量点。离开P点界线的箭头方向说明P为双升点。根据重心规则可知,在P点进行的是单转熔过程LP+A?B+S,所以P点也称为单转熔点,并且不一定是结晶结束点,这和低共熔点不同。由联线规则可得出,m1点是PE2界线上的温度最高点。过S点作m1E2界线的切线,切点为F。用切线规则可判知,m1F为转熔线,其上发生的转熔过程为L+A?S,双箭头表示转熔线m1F温度下降的方向;FE2则为低共熔线,其上温度下降的方向用单箭头表示;F为转折点。此外,m1P也是条转熔线,也用双箭头标注。
图3–22(b)为具有双降点的类型。根据重心规则,在双降点R上进行的是双转熔过程LR+A+B?S,所以R也称为双转熔点。类似图3–22(a),图3–22(b)中界线RE1从转熔性质变为共熔性质时,也具有一个转折点,它实际上是过S点作RE1切线的切点H。 应该注意,图3–22中关于界线的共熔或转熔性质并不具有普遍规律,它仅反映了具体相图中具体的界线PE2或RE1的弯曲程度而已。
八、单组元有晶型转变的简单三元系统相图
设A–B–C为具有一个三元低共熔点E的简单三元系统,A组元有Aα和Aβ两种晶型,它们间的转变温度为tn,并且tn>tE,此处tE代表三元低共熔点的温度。该三元系统的相图可有下述三种情况。
(一)tn>te1,tn>te3
在这种情况下,晶型转变温度高于与组元A有关的两个二元低共熔点温度。具体
例子如图3–23(a)中的A–C二元系统。相图中的p1p2是晶型转变等温线,线上任一点既代表组成又代表Aα和Aβ间的转变温度tn,所以p1p2又称为转变曲线。A的初晶区 A 被
p1p2线分为两部分: Aα和Aβ。
这类相图的特点是:晶型转变等温线不与三元系统相区界线相交,晶型转变发生在液相中,平衡式可写成 ,此时液相L仅起介质作用。当熔体冷却到达p1p2线时,须等到Aα全部变为Aβ后,系统的温度才会继续下降。
图3–23 单组元有晶型转变的简单三元系统相图 (a) tn>te1, tn>te3;(b) te1>tn>te3;(c)tn<te1,tn<te3
(二)te1>tn>te3
此种情况如图3–23(b)所示。晶型转变等温线p1p与1条界线e1E交于p点。p是三元系统中的晶型转变点。界线e1E通过p点时,温度下降的方向不会发生改变。在p点上进行的是4相平衡过程。当熔体冷却到p点时,须等到Aα全部变成Aβ后,f =1,系统的温度才会继续下降,液相组成点才能离开p。在p点进行的晶型转变过程中,液相和晶相C只起相变介质的作用,它们的量不变。所以,p不会是结晶结束点。p虽是无变量点,但没有相应的副三角形,也说明它一定不会是结晶结束点。
图3–24 三组元生成连续固溶体的三元系统相图
?(a)立体图
图3–24 三组元生成连续固溶体的三元系统相图(续)?
(b)投影图;(c)T1等温截面图;(d)TN等温截面图
(三) tn<te1,tn<te3
图3–23(c)表示了这种情况:晶型转变等温线p1p2的温度在相应的两个二元共熔点e1
和e3的温度以下。在这种情况下,晶型转变发生在固相中,晶型转变等温线与两条三元界线相交。
在读具有晶型转变的三元相图时,要注意区分晶型转变等温线和三元系统相区界线。若曲线为同组元不同晶型的相区所共有,则为晶型转变等温线。
九、三组元生成连续固溶体的三元系统相图
这类系统如图3–24所示。相图中的每两个组元间均能形成连续固溶体,A、B和C这三个组元之间,也能形成连续固溶体SABC。这种相图的立体图如图3–24(a)表示。立体图被一个凸起的液相面和下凹的固相面划分为3个空间,随着温度的降低,从上到下分别是液相区、液相与SABC两相平衡区和SABC相区。此种情况与二元系统很相似。
当熔体M冷却到液相面上的l1点时,开始析出SABC,此时固相组成点在固相面上的S1
点,l1和S1同在T1等温面上[11]。随着SABC的析出,液相组成点沿l1 lN曲线(称为结晶线)变化,固相组成沿S1 SN曲线变化。注意l1 lN和S1 SN并不在同一平面上,杠杆规则只保证在任一温度(例如T2)时,S2、M2和l2三点一线,l1 l2 lN SN S2 S1 l1是个空间曲面,而不是个铅垂面。结晶线l1 lN在底面上的投影是条曲线,已表示在图3–25的三角形中,线上的箭头表示温度下降的方向。随着结晶的进行,液相组成点逐渐远离了原始总组成MM2 SN线,而固相组成点则逐渐向原始总组成线靠近。当固相组成点到达固相面上的SN点时,液相组成点到达lN,固相组成点与M点的组成相同,结晶结束。液、固相之间的相对数量可用杠杆规则计算。
图3–24(b)是(a)图的投影。在图3–24(c)和(d)等温截面图中,固、液相之间的连接线S1 l1和SNlN是由实验确定的,不能随便改动[7]。
图3–25 三组元生成连续固溶体的三元系统相图冷却结晶过程
[7]
十、只有一个二元系统生成连续固溶体的三元系统相图 (一)相的构成
在A–B–C三元系统中,A–B?形成二元连续固溶体SAB,A–C和B–C均为
最简单的二元系统。这类相图的立体图如图?3–26(a)所示。系统中没有无变量点,只有1