鋼鐵冶金原理- 遼寧科技大學(xué)ppt課件

1、第四章第四章 冶金爐渣冶金爐渣制制 作作 人：陳永范人：陳永范單單 位：資料學(xué)院位：資料學(xué)院 冶金系冶金系第四章第四章 冶金爐渣冶金爐渣l 本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容 教學(xué)重點難點教學(xué)重點難點l 第一節(jié)第一節(jié) 二元渣系相圖二元渣系相圖 掌握掌握l 第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識 掌握、難點掌握、難點l 第三節(jié)第三節(jié) 三元渣系的相圖三元渣系的相圖 重點掌握、難點重點掌握、難點l 第四節(jié)第四節(jié) 熔渣的構(gòu)造實際熔渣的構(gòu)造實際 重點掌握重點掌握l 第五節(jié)第五節(jié) 熔渣的離子溶液模型熔渣的離子溶液模型 了解、難點了解、難點l 第六節(jié)第六節(jié) 熔渣的化學(xué)性質(zhì)熔渣的化學(xué)性質(zhì) 重點掌握、難點重點

2、掌握、難點l 第七節(jié)第七節(jié) 熔渣的物理性質(zhì)熔渣的物理性質(zhì) 掌握掌握第四章第四章 冶金爐渣冶金爐渣l4)按爐渣所起的冶金作用，而采用各種造渣資料預(yù)先配按爐渣所起的冶金作用，而采用各種造渣資料預(yù)先配制的爐渣，稱為合成渣。如電渣重熔用渣，澆鑄鋼錠或制的爐渣，稱為合成渣。如電渣重熔用渣，澆鑄鋼錠或鋼坯的維護渣及爐外精煉渣。鋼坯的維護渣及爐外精煉渣。第四章第四章 冶金爐渣冶金爐渣第四章第四章 冶金爐渣冶金爐渣高溫冶金過程多數(shù)在熔融的反響介質(zhì)中進(jìn)展高溫冶金過程多數(shù)在熔融的反響介質(zhì)中進(jìn)展,如煉鋼、鋁電解、粗銅的火法精煉等如煉鋼、鋁電解、粗銅的火法精煉等 在很多冶煉過程中，產(chǎn)物或中間產(chǎn)品為熔融形狀物質(zhì)在很多冶

3、煉過程中，產(chǎn)物或中間產(chǎn)品為熔融形狀物質(zhì),如高爐煉鐵、硫化銅精礦的造锍熔煉、鉛燒結(jié)塊的如高爐煉鐵、硫化銅精礦的造锍熔煉、鉛燒結(jié)塊的鼓風(fēng)爐熔煉等。鼓風(fēng)爐熔煉等。一、一、 根本概念根本概念 冶金熔體：在高溫冶金過程中處于熔融形狀的反響介質(zhì)或冶金熔體：在高溫冶金過程中處于熔融形狀的反響介質(zhì)或反響產(chǎn)物。反響產(chǎn)物。 冶金熔體分類冶金熔體分類根據(jù)組成熔體的主要成分的不同根據(jù)組成熔體的主要成分的不同 ：金屬熔體金屬熔體: 非金屬熔體非金屬熔體: 熔渣、熔鹽、熔锍。熔渣、熔鹽、熔锍。第四章第四章 冶金爐渣冶金爐渣一、一、 根本概念根本概念主要由冶金原料中的氧化物或冶金過程中生主要由冶金原料中的氧化物或冶金過程中

4、生成的氧化物組成的熔體。成的氧化物組成的熔體。 熔渣是一種非常復(fù)雜的多組分體系：熔渣是一種非常復(fù)雜的多組分體系： 如如CaO、FeO、MnO、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、Fe2O3除氧化物外，爐渣還能夠含有少量其它類型的化合除氧化物外，爐渣還能夠含有少量其它類型的化合物甚至金屬。物甚至金屬。如氟化物如氟化物CaF2、氯化物、氯化物NaCl、硫化物、硫化物CaS、MnS 、硫酸鹽等。、硫酸鹽等。l 熔渣是火法冶金過程產(chǎn)物第四章第四章 冶金爐渣冶金爐渣一、一、 根本概念根本概念第四章第四章 冶金爐渣冶金爐渣一、一、 根本概念根本概念第四章第四章 冶金爐渣冶金爐渣一、一、 根本概念根本概

5、念第四章第四章 冶金爐渣冶金爐渣一、一、 根本概念根本概念 高爐煉鐵：脈石成分與燃料的灰份以及熔劑石灰石、白高爐煉鐵：脈石成分與燃料的灰份以及熔劑石灰石、白云石、硅石等反響，構(gòu)成爐渣，從而與金屬鐵分別。云石、硅石等反響，構(gòu)成爐渣，從而與金屬鐵分別。 造锍熔煉：銅、鎳的硫化物與爐料中鐵的的硫化物熔融在造锍熔煉：銅、鎳的硫化物與爐料中鐵的的硫化物熔融在一同，構(gòu)成熔锍；鐵的氧化物那么與造渣熔劑一同，構(gòu)成熔锍；鐵的氧化物那么與造渣熔劑SiO2及其他及其他脈石成分構(gòu)成熔渣。脈石成分構(gòu)成熔渣。第四章第四章 冶金爐渣冶金爐渣一、一、 根本概念根本概念 例如，煉鋼時，參與的造渣熔劑，與原料中雜質(zhì)元素的氧化例如

6、，煉鋼時，參與的造渣熔劑，與原料中雜質(zhì)元素的氧化產(chǎn)物交融成爐渣，除硫、磷，吸收非金屬夾雜。產(chǎn)物交融成爐渣，除硫、磷，吸收非金屬夾雜。第四章第四章 冶金爐渣冶金爐渣一、一、 根本概念根本概念第四章第四章 冶金爐渣冶金爐渣一、一、 根本概念根本概念熔渣主要作用：熔渣主要作用： 積極作用：積極作用： 減少金屬的熱損失減少金屬的熱損失;防止金屬氧化減少金屬從爐氣中吸收有害氣體；防止金屬氧化減少金屬從爐氣中吸收有害氣體；聚集金屬中雜質(zhì)元素的氧化生成物。聚集金屬中雜質(zhì)元素的氧化生成物。 消極作用：消極作用： 侵蝕和沖刷爐襯，減少爐襯的運用壽命；侵蝕和沖刷爐襯，減少爐襯的運用壽命；金屬損失，降低回收率；金屬

7、損失，降低回收率；帶走熱量，添加冶煉能耗。帶走熱量，添加冶煉能耗。第四章第四章 冶金爐渣冶金爐渣第一節(jié)第一節(jié) 二元渣系相圖二元渣系相圖 第一節(jié)第一節(jié) 二元渣系相圖二元渣系相圖第一節(jié)第一節(jié) 二元渣系相圖二元渣系相圖第一節(jié)第一節(jié) 二元渣系相圖二元渣系相圖一、一、CaO-SiO2CaO-SiO2系相圖系相圖l不穩(wěn)定化合物又稱異份熔化化合物：即在高于其熔點溫不穩(wěn)定化合物又稱異份熔化化合物：即在高于其熔點溫度時就發(fā)生分解，所以在液態(tài)時不存在。度時就發(fā)生分解，所以在液態(tài)時不存在。第一節(jié)第一節(jié) 二元渣系相圖二元渣系相圖一、一、CaO-SiO2CaO-SiO2系相圖系相圖第一節(jié)第一節(jié) 二元渣系相圖二元渣系相圖

8、一、一、CaO-SiO2CaO-SiO2系相圖系相圖CaOC2SC2SCSCSSiO2第一節(jié)第一節(jié) 二元渣系相圖二元渣系相圖一、一、CaO-SiO2CaO-SiO2系相圖系相圖第一節(jié)第一節(jié) 二元渣系相圖二元渣系相圖一、一、CaO-SiO2CaO-SiO2系相圖系相圖第一節(jié)第一節(jié) 二元渣系相圖二元渣系相圖一、一、CaO-SiO2CaO-SiO2系相圖系相圖l4、相圖中固相區(qū)內(nèi)的程度線是、相圖中固相區(qū)內(nèi)的程度線是SiO2、CS及及C2S的多晶型轉(zhuǎn)變線。的多晶型轉(zhuǎn)變線。l1SiO2的晶型轉(zhuǎn)變關(guān)系：的晶型轉(zhuǎn)變關(guān)系：第一節(jié)第一節(jié) 二元渣系相圖二元渣系相圖一、一、CaO-SiO2CaO-SiO2系相圖系相

9、圖第一節(jié)第一節(jié) 二元渣系相圖二元渣系相圖一、一、CaO-SiO2CaO-SiO2系相圖系相圖lSiO2的三類晶型轉(zhuǎn)變時，會發(fā)生體積的變化。硅磚的的三類晶型轉(zhuǎn)變時，會發(fā)生體積的變化。硅磚的SiO2含量很高，含量很高，所以在運用前要在所以在運用前要在800以下進(jìn)展緩慢加熱、烘烤，以消除體積的以下進(jìn)展緩慢加熱、烘烤，以消除體積的突變，從而防止了在運用中出現(xiàn)破裂。突變，從而防止了在運用中出現(xiàn)破裂。l2) CS有兩種晶型：有兩種晶型：CS(假硅灰石假硅灰石)與與CS。后者在。后者在1210時轉(zhuǎn)變成時轉(zhuǎn)變成同分熔化化合物的同分熔化化合物的aCS(熔點為熔點為1544)。l3) C2S的晶型轉(zhuǎn)變：的晶型轉(zhuǎn)變

10、：第一節(jié)第一節(jié) 二元渣系相圖二元渣系相圖一、一、CaO-SiO2CaO-SiO2系相圖系相圖lC2S有有4種晶型：種晶型：、 、。lC2S有有水硬性。有有水硬性。 C2S有亞種有亞種C2S，它們可在，它們可在675可逆而迅可逆而迅速地轉(zhuǎn)變?yōu)樗俚剞D(zhuǎn)變?yōu)镃2S。C2SC2S時，密度由時，密度由3.28降低到降低到2.97，因，因此體積增大約此體積增大約10。此種轉(zhuǎn)變使得煅燒不好的水泥熔塊，堿性硅酸。此種轉(zhuǎn)變使得煅燒不好的水泥熔塊，堿性硅酸鹽渣及制備不善的白云石耐火資料、高堿度燒結(jié)礦等產(chǎn)生粉化景象。鹽渣及制備不善的白云石耐火資料、高堿度燒結(jié)礦等產(chǎn)生粉化景象。lC2S具有良好的水硬性，成為水泥的有益組

11、成物。具有良好的水硬性，成為水泥的有益組成物。lC2S那么幾乎無水硬性，所以是水泥的有害成分。那么幾乎無水硬性，所以是水泥的有害成分。l因此，當(dāng)水泥熟料燒成后要采用急冷措施，使之保住因此，當(dāng)水泥熟料燒成后要采用急冷措施，使之保住晶型或轉(zhuǎn)變晶型或轉(zhuǎn)變成成型。此外，參與約型。此外，參與約w(P2O5)=l的的P2O5(磷酸鈣磷酸鈣)或或B2O3、Cr2O3等，與等，與SiO2構(gòu)成固溶體，可起到穩(wěn)定構(gòu)成固溶體，可起到穩(wěn)定aC2S晶格的作用，那晶格的作用，那么可將么可將型轉(zhuǎn)變溫度降低幾十度，而且阻止型轉(zhuǎn)變溫度降低幾十度，而且阻止型的轉(zhuǎn)變。型的轉(zhuǎn)變。第一節(jié)第一節(jié) 二元渣系相圖二元渣系相圖二、二、Al2O

12、3-SiO2Al2O3-SiO2系相圖系相圖 lAl2O3是兩性氧化物，能在酸性氧化物存在時，顯示堿性，是兩性氧化物，能在酸性氧化物存在時，顯示堿性，故能與強酸性氧化物故能與強酸性氧化物SiO2生成化合物生成化合物3Al2O32SiO2(A3S2)，稱為莫來石。稱為莫來石。l有兩種不同構(gòu)造的莫來石相圖。有兩種不同構(gòu)造的莫來石相圖。l一種以為莫來石是異分熔化化合物，這是在非密閉條件下測一種以為莫來石是異分熔化化合物，這是在非密閉條件下測定出的。定出的。l另一種以為莫來石是同分熔化化合物，其內(nèi)溶解了微量另一種以為莫來石是同分熔化化合物，其內(nèi)溶解了微量 Al2O3(其其w(Al2O3)從從A3S2的

13、的71.8擴展到擴展到78)的固溶體，的固溶體，具有一定的熔點具有一定的熔點(1850)，這是在用高純度試樣，并在密閉，這是在用高純度試樣，并在密閉條件下測定的。但在工業(yè)消費和普通實驗條件下，似把條件下測定的。但在工業(yè)消費和普通實驗條件下，似把A3S2視為異分熔化化合物處置更為適宜。視為異分熔化化合物處置更為適宜。lA12O3一一SiO2系在耐火資料和熔渣體系中有重要的作用，普系在耐火資料和熔渣體系中有重要的作用，普通根據(jù)通根據(jù)Al2O3含量的不同，可將此系按耐火資料分類為：剛含量的不同，可將此系按耐火資料分類為：剛玉質(zhì)、高鋁質(zhì)、黏土質(zhì)、半硅質(zhì)等，即隨著玉質(zhì)、高鋁質(zhì)、黏土質(zhì)、半硅質(zhì)等，即隨著S

14、iO2含量的添加，含量的添加，高鋁質(zhì)的熔點降低，是由于高鋁質(zhì)的熔點降低，是由于A3S2與與SiO2構(gòu)成共晶體。構(gòu)成共晶體。 第一節(jié)第一節(jié) 二元渣系相圖二元渣系相圖二、二、Al2O3-SiO2Al2O3-SiO2系相圖系相圖l在此體系的相圖中，堿性很強的在此體系的相圖中，堿性很強的CaO能與兩性氧化物能與兩性氧化物A12O3構(gòu)成一構(gòu)成一系列復(fù)雜化合物。系列復(fù)雜化合物。l圖中有圖中有5個這種化合物，個這種化合物，CA6和和C3A是異分熔化化合物；是異分熔化化合物；l而而C12A7、CA、CA2那么是同分熔化化合物。那么是同分熔化化合物。lC12A7的熔點為的熔點為1455，在，在C12A7附近，出

15、現(xiàn)底溫液相區(qū)。即體附近，出現(xiàn)底溫液相區(qū)。即體系的成分在系的成分在W(CaO)4552范圍內(nèi)，溫度在范圍內(nèi)，溫度在14501550。因此以此渣系配制爐外合成渣時，常選擇這個成分范圍。因此以此渣系配制爐外合成渣時，常選擇這個成分范圍。第一節(jié)第一節(jié) 二元渣系相圖二元渣系相圖四、四、FeO-SiO2FeO-SiO2系相圖系相圖l四、FeO-SiO2系相圖 l在此體系的相圖中僅有一個熔點不高(1208)的同分熔化化合物2FeOSiO2(F2S)。它的液相線最高點是平滑的，所以熔化后，特別溫度高時，有一定程度的分解：l (2FeOSiO2FeOSiO2+FeO)l在接近SiO2濃度很高的一端，出現(xiàn)了很寬的

16、液相分層區(qū)。l另外此二元系中還存在一些高價鐵的氧化物，如Fe2O3或Fe3O4。例如，在F2S組成處，叫(Fe2O3)2.25，而在純FeO組成處其量達(dá)11.56，這是由于在實驗過程中，試樣中的低價鐵能夠被空氣氧化成高價鐵，而繪制相圖時，把這種高價氧化鐵折算成低價鐵的氧化物(FeO)了。 第一節(jié)第一節(jié) 主要二元渣系相圖主要二元渣系相圖 第一節(jié)第一節(jié) 二元渣系相圖二元渣系相圖 第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識一、三元系立體相圖一、三元系立體相圖l三元凝聚體系，體系的自三元凝聚體系，體系的自在度數(shù)在度數(shù)f最大為最大為3，體系有，體系有3個獨立變量：溫度和恣意個獨立變量：溫度和恣意

17、兩個組分的濃度。因此，兩個組分的濃度。因此，三元系相圖要用三維空間三元系相圖要用三維空間圖形才干表示。圖形才干表示。l (相率：獨立組分?jǐn)?shù)相率：獨立組分?jǐn)?shù)c3，相數(shù)相數(shù)最少為最少為1，故自在度，故自在度數(shù)數(shù)f c+13)l普通以等邊三角形表示三普通以等邊三角形表示三個組分濃度的變化，再在個組分濃度的變化，再在此濃度三角形上豎立垂直此濃度三角形上豎立垂直坐標(biāo)軸表示溫度，構(gòu)成三坐標(biāo)軸表示溫度，構(gòu)成三棱柱體空間圖。棱柱體空間圖。第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識一、三元系立體相圖一、三元系立體相圖第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識一、三元系立體相圖一、三元系立體相圖第

18、二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識l1、濃度三角形、濃度三角形l表示三元系組成的濃度三表示三元系組成的濃度三角形是一個等邊三角形。角形是一個等邊三角形。l三角形的頂點代表純組分；三角形的頂點代表純組分；l每一邊是由兩頂角代表的每一邊是由兩頂角代表的組分所構(gòu)成的二元系的濃組分所構(gòu)成的二元系的濃度坐標(biāo)線；度坐標(biāo)線；l三角形內(nèi)的點那么表示由三角形內(nèi)的點那么表示由3頂角代表的組分所構(gòu)成的頂角代表的組分所構(gòu)成的三元系的濃度值，如右圖三元系的濃度值，如右圖所示。所示。每邊分成每邊分成100份份ACBCABcbaCcBbAa %第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識l濃度三角形的組

19、成濃度三角形的組成(濃度濃度)可用質(zhì)量分可用質(zhì)量分?jǐn)?shù)、摩爾分?jǐn)?shù)或摩爾百分?jǐn)?shù)來表示數(shù)、摩爾分?jǐn)?shù)或摩爾百分?jǐn)?shù)來表示出。出。l讀取相內(nèi)某點組成濃度的方法：讀取相內(nèi)某點組成濃度的方法：l垂線長度法：由等邊三角形內(nèi)恣垂線長度法：由等邊三角形內(nèi)恣意點向三邊作垂線，每根垂線之長意點向三邊作垂線，每根垂線之長代表它所指向的該頂角組分的濃度。代表它所指向的該頂角組分的濃度。而三根垂線總和之長等于三角形的而三根垂線總和之長等于三角形的高。高。l平行線法：經(jīng)過等邊三角形內(nèi)恣平行線法：經(jīng)過等邊三角形內(nèi)恣意點作意點作3根平行于各邊的直線，其在根平行于各邊的直線，其在邊上所截線段之長，分別代表該平邊上所截線段之長，分別代

20、表該平行線所對應(yīng)頂角組分的濃度，而在行線所對應(yīng)頂角組分的濃度，而在三邊上所截線段長度之和等于三角三邊上所截線段長度之和等于三角形的邊長形的邊長(100)。 第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識l2、濃度三角形的幾何性質(zhì)、濃度三角形的幾何性質(zhì)l等含量規(guī)那么：在濃度等含量規(guī)那么：在濃度三角形中，平行于任一邊三角形中，平行于任一邊的平行線上的諸物系點，的平行線上的諸物系點，所含對應(yīng)頂角組分的濃度所含對應(yīng)頂角組分的濃度是一樣的。是一樣的。l如右圖中，如右圖中，ab/AB，那么，那么直線直線ab上含上含C%均相等。均相等。如點如點O1、O2、O3等等 第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系

21、相圖根本知識l等比例規(guī)那么：在濃度三等比例規(guī)那么：在濃度三角形中，從任一頂角向?qū)吔切沃?，從任一頂角向?qū)呉簧渚€，那么射線上各物引一射線，那么射線上各物系點的組成中，其兩旁頂角系點的組成中，其兩旁頂角組分的濃度比均一樣。組分的濃度比均一樣。l例如右圖中，例如右圖中，CO射線上的射線上的O1、O2、O3諸物系點的諸物系點的A、B組組分濃度之比：分濃度之比：a1/b1a2/b2a3/b3K(定值定值)。這種等比。這種等比例關(guān)系可由類似三角形原理例關(guān)系可由類似三角形原理證明。證明。第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識l直線規(guī)那么：當(dāng)三角形內(nèi)有兩個物系直線規(guī)那么：當(dāng)三角形內(nèi)有兩個物系M

22、和和N組成一個新的物系組成一個新的物系O時，那么時，那么O點必定落在點必定落在MN連線上，而其位置可由連線上，而其位置可由M及及N的質(zhì)量的質(zhì)量mM、mN按按“杠桿原理確定，即：杠桿原理確定，即：l 式中：式中： NO、MO相應(yīng)線段的長度相應(yīng)線段的長度l相反，當(dāng)知的物系相反，當(dāng)知的物系O分別成兩個相互平衡的分別成兩個相互平衡的相或物系相或物系M及及N時，時，M和和N的相點必在經(jīng)過的相點必在經(jīng)過O點的直線上，點的直線上，M和和N物系的質(zhì)量由物系的質(zhì)量由“杠桿原理杠桿原理確定，即：確定，即：l 式中式中 mO物系物系O的質(zhì)量，的質(zhì)量，mOmMmNl銜接兩個平衡共存物系點的直線銜接兩個平衡共存物系點的

23、直線MN稱為這兩稱為這兩平衡物系點的平衡物系點的“結(jié)線。結(jié)線。第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識l 直線規(guī)那么：新體系點必落在原體系點連線上，該點直線規(guī)那么：新體系點必落在原體系點連線上，該點至原至原 體系點的間隔和原體系點的量成反比。體系點的間隔和原體系點的量成反比。l 要點：要點：l 兩平衡相純物質(zhì)、二元或三元混合物兩平衡相純物質(zhì)、二元或三元混合物l 成分點共線，長度與質(zhì)量成反比。成分點共線，長度與質(zhì)量成反比。EDWWDOOEBACODE第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識BACLAWWADDE第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識l重心規(guī)那么：在

24、濃度三角形中，重心規(guī)那么：在濃度三角形中，組成為組成為 M1、M2、M3的的3個物系個物系或相點，其質(zhì)量分別為優(yōu)或相點，其質(zhì)量分別為優(yōu)m1、m2 m3，混合構(gòu)成一質(zhì)量為，混合構(gòu)成一質(zhì)量為mO的新物系點的新物系點O時，此新物系點那時，此新物系點那么必位于此么必位于此3個原物系點連成的個原物系點連成的M1M2M3內(nèi)的重心位上內(nèi)的重心位上(物理物理中心中心)。lO點的位置可用點的位置可用“杠桿原理由杠桿原理由作圖法確定，即由杠桿原理先求作圖法確定，即由杠桿原理先求出出M1M2線上的線上的N點，再利用杠點，再利用杠桿原理求出桿原理求出NM3線上的線上的O點，即點，即兩次利用杠桿原理可求得兩次利用杠桿原

25、理可求得O點。點。 注：當(dāng)相圖濃度坐標(biāo)用質(zhì)量分?jǐn)?shù)時，線段NO和MO之比等于物系M和N的質(zhì)量比；當(dāng)濃度坐標(biāo)用摩爾(百)分?jǐn)?shù)表示時，線段NO和MO之比應(yīng)等于物系M和N的摩爾比第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識二、平面投影圖二、平面投影圖l1、三元系平面投影圖：即將立體、三元系平面投影圖：即將立體相圖中的液相面、二元共晶線、三相圖中的液相面、二元共晶線、三元共晶點等相圖的構(gòu)造組成單元垂元共晶點等相圖的構(gòu)造組成單元垂直投影到濃度三角形面上，使空間直投影到濃度三角形面上，使空間的相平衡關(guān)系轉(zhuǎn)移到平面上來。的相平衡關(guān)系轉(zhuǎn)移到平面上來。l初晶

26、面：即液相面的投影。初晶面：即液相面的投影。Ae2Ee1為組分為組分A的初晶面；的初晶面；Be3Ee1為組分為組分B的初晶面；的初晶面；Ce3Ee2是是 C組分的初晶面，組分的初晶面，le1、e2、e3為為e1，e2、e3二元二元共晶點的投影；共晶點的投影；le1E、e2E、 e3E分別為分別為e1E、e2E、e3E二元共晶線的投影；二元共晶線的投影；lE為為E的三元共晶點的投影。的三元共晶點的投影。l投影線上的箭頭指示溫度下降方向。投影線上的箭頭指示溫度下降方向。 第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識二、平面投影圖二、平面投影圖l 2、立體相圖與平面投影圖關(guān)系：、立體相圖與平面

27、投影圖關(guān)系：立體圖立體圖 三元相圖三元相圖在平面上投影立體圖三元相圖液相面（初晶面） f=2初晶區(qū)通常：組元數(shù)+化合物數(shù)=初晶區(qū)個數(shù)二次結(jié)晶線（二元包晶線、共晶線）f=1二次結(jié)晶線e-Ee1E，e2E，e3E四相點: f=0四相點第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識二、平面投影圖二、平面投影圖l 3、三元相圖中，點、線、面的自在度與相數(shù)關(guān)系：、三元相圖中，點、線、面的自在度與相數(shù)關(guān)系： 單相區(qū)初晶區(qū)二次結(jié)晶線四相點1234f3210第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識二、平面投影圖二、平面投影圖ABtAtAtBtBtctcCe1e2e3e1e2e3EABCEABCe

28、1e2e3Ee2e1e3tAtBtC二元初晶線：26條初晶區(qū)：2三個EABCe1e2e3Ee2e1e3tAtBtC二元共晶線：33條EABCe1e2e3Ee2e1e3tAtBtC)()( , )()( , )()( , 121sAsCLEesCsBLEesBsALEe二元共晶點：33個三元共晶點：41個固相面：LE=A(s)+B (s) +C(s)EABCe1e2e3Ee2e1e3tAtBtC第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識三、等溫截面圖三、等溫截面圖第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識 三、等溫截面圖三、等溫截面圖三相區(qū)三相區(qū)(LAC，LAB，LBC)，用三角

29、形表示；等溫線，用三角形表示；等溫線圍成區(qū)那么是剩余的液相區(qū)；其內(nèi)有部分二元共晶線及三元共晶點圍成區(qū)那么是剩余的液相區(qū)；其內(nèi)有部分二元共晶線及三元共晶點的投影，它們出如今的投影，它們出如今t3溫度以下。溫度以下。第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識三、等溫截面圖三、等溫截面圖等溫線：封鎖曲線線上各點溫度相等。L+ACL+CL+AL+B等溫平面t1、t2、t3分別截立體相圖得3個等溫截面圖 t1t2t3第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識三、等溫截面圖三、等溫截面圖第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識四、三元系相圖的根本類型四、三元系相圖的根本類型l根據(jù)

30、組分間構(gòu)成的化合物的性質(zhì)根據(jù)組分間構(gòu)成的化合物的性質(zhì)(同分熔化化合物或異分熔化化合同分熔化化合物或異分熔化化合物物)，及組分在液相及特別是固相中溶解情況的不同，及組分在液相及特別是固相中溶解情況的不同(完全不互溶、完全不互溶、部分及完全互溶等部分及完全互溶等)，可將三元系相圖分為多種根本類型。這些根本，可將三元系相圖分為多種根本類型。這些根本類型的相圖相互組合，就構(gòu)成了實踐體系中復(fù)雜的三元系相圖。以類型的相圖相互組合，就構(gòu)成了實踐體系中復(fù)雜的三元系相圖。以下引見冶金中常見的幾種根本類型的三元系相圖下引見冶金中常見的幾種根本類型的三元系相圖:l1、具有簡單三元共晶體的相圖、具有簡單三元共晶體的相

31、圖l2、有一個穩(wěn)定的二元化合物的相圖、有一個穩(wěn)定的二元化合物的相圖l3、具有穩(wěn)定三元化合物的相圖、具有穩(wěn)定三元化合物的相圖l4、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖l5、具有一個液相分層區(qū)的相圖、具有一個液相分層區(qū)的相圖第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識1、具有簡單三元共晶體的相圖、具有簡單三元共晶體的相圖l1相圖組成相圖組成l它是三組分中兩兩構(gòu)它是三組分中兩兩構(gòu)成二元共晶體構(gòu)成的成二元共晶體構(gòu)成的三元共晶系相圖，是三元共晶系相圖，是由于三組分在液相時由于三組分在液相時完全互溶，而在固態(tài)完全互溶，而在固態(tài)時完全不互溶，構(gòu)成時完全不互溶，構(gòu)成了具有一定熔

32、點及組了具有一定熔點及組成的三元共晶體。它成的三元共晶體。它的構(gòu)成單元的構(gòu)成單元(面、線、面、線、點點)的意義已在前面引的意義已在前面引見過了。見過了。l2緩冷過程分析緩冷過程分析P1ALASL、A S2ABCe1e2e3Ebab1P液相液相 固相固相相變化相變化共存相共存相f1ALAS + BSL、A S 、 BS11EAbLAS + BSL、A S 、 BS1EbPLAS + BS + CSL、A S 、 BS 、CS0第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識1、具有簡單三元共晶體的相圖、具有簡單三元共晶體的相圖第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識2、有一個穩(wěn)定的二

33、元化合物的相圖、有一個穩(wěn)定的二元化合物的相圖第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識2、有一個穩(wěn)定的二元化合物的相圖、有一個穩(wěn)定的二元化合物的相圖A+AmBnLA+LB+L二元相圖具有穩(wěn)定化合物二元相圖具有穩(wěn)定化合物AmBn+BBAmBnAmBn+L第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識2、有一個穩(wěn)定的二元化合物的相圖、有一個穩(wěn)定的二元化合物的相圖ABCe1e2e3e4e5E1E2AmBn(D)e4ABCe1e2e3e5E1E2AmBn(D)第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識2、有一個穩(wěn)定的二元化合物的相圖、有一個穩(wěn)定的二元化合物的相圖第二節(jié)第二節(jié) 三元系

34、相圖根本知識三元系相圖根本知識第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識l5生成多個穩(wěn)定化合物類生成多個穩(wěn)定化合物類型相圖的三角形劃分規(guī)那么：型相圖的三角形劃分規(guī)那么：l兩固相組成點連線只能與內(nèi)兩固相組成點連線只能與內(nèi)界限相交，假設(shè)與側(cè)界限相界限相交，假設(shè)與側(cè)界限相交那么為虛線。交那么為虛線。l銜接固相成分點的直線彼此銜接固相成分點的直線彼此不能相交。不能相交。l四固相點構(gòu)成的四邊形對角四固相點構(gòu)成的四邊形對角線不相容。線不相容。l濃度三角形原那么適用于分濃度三角形原那么適用于分三角形三角形 。第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識3、具有穩(wěn)定三元化合物的相圖、具有穩(wěn)定三元

35、化合物的相圖第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識4、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖l1相圖組成相圖組成 l三角形三角形AB邊的邊的A-B系內(nèi)構(gòu)成了一個不穩(wěn)定化合物系內(nèi)構(gòu)成了一個不穩(wěn)定化合物AmBn，其組成點用，其組成點用D表表示。示。l在三元系立體圖中在三元系立體圖中A-B二元系內(nèi)，當(dāng)組成點位于二元系內(nèi)，當(dāng)組成點位于Ap2段內(nèi)時，液相冷卻到段內(nèi)時，液相冷卻到液相線液相線Ap1時，開場析出時，開場析出A；溫度繼續(xù)下降，液相成分沿；溫度繼續(xù)下降，液相成分沿Ap1線到達(dá)線到達(dá)p1時，先析出的時，先析出的A在此溫度與組成為在此溫度與組成為p1的剩余液相進(jìn)展

36、二元轉(zhuǎn)熔反響：的剩余液相進(jìn)展二元轉(zhuǎn)熔反響：Lp1AAmBn，構(gòu)成了，構(gòu)成了AmBn。p1點為二元轉(zhuǎn)熔點。點為二元轉(zhuǎn)熔點。l當(dāng)有第三組分如當(dāng)有第三組分如C參與，并且其量不斷添加時，此二元轉(zhuǎn)熔點將不斷下降，參與，并且其量不斷添加時，此二元轉(zhuǎn)熔點將不斷下降，變?yōu)槎D(zhuǎn)熔線變?yōu)槎D(zhuǎn)熔線p1P。在此線上是兩固相與液相平衡共存，自在度數(shù)為。在此線上是兩固相與液相平衡共存，自在度數(shù)為1。當(dāng)?shù)竭_(dá)當(dāng)?shù)竭_(dá)p1P線與二元共晶線線與二元共晶線e2E的交點的交點P時，出現(xiàn)三元轉(zhuǎn)熔反響：時，出現(xiàn)三元轉(zhuǎn)熔反響：Lp1AAmBn+C，即組成為，即組成為P的液相與先析出的組分的液相與先析出的組分A反響，構(gòu)成固相化合物反響，構(gòu)

37、成固相化合物AmBn及組分及組分C。l由于由于P點位于點位于ADC外的交叉位上，它們的相平衡關(guān)系服從交叉位規(guī)那么。外的交叉位上，它們的相平衡關(guān)系服從交叉位規(guī)那么。P稱為三元轉(zhuǎn)熔點，是稱為三元轉(zhuǎn)熔點，是4相共存，自在度數(shù)為零，故是無變量點。相共存，自在度數(shù)為零，故是無變量點。P1P線線的投影線是的投影線是p1P，亦稱二元轉(zhuǎn)熔線，亦稱二元轉(zhuǎn)熔線，P的投影那么是的投影那么是P點，乃平面三元系相點，乃平面三元系相圖中的三元轉(zhuǎn)熔點。圖中的三元轉(zhuǎn)熔點。第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識4、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖l在在A-B二元相圖中，當(dāng)體系的組成點位

38、于二元相圖中，當(dāng)體系的組成點位于p2B段內(nèi)的液相冷卻時：段內(nèi)的液相冷卻時：l液相線液相線p1e3上將直接析出上將直接析出D(AmBn)，這是由于在此溫度下此化合，這是由于在此溫度下此化合物能穩(wěn)定存在，故冷卻后能直接從液相中生成并析出。物能穩(wěn)定存在，故冷卻后能直接從液相中生成并析出。l液相線液相線Be3上析出上析出B，剩余液相在共晶溫度構(gòu)成二元共晶體，剩余液相在共晶溫度構(gòu)成二元共晶體D-B。l當(dāng)有第當(dāng)有第3組分參與時，組分參與時，p1e3及及Be3液相線分別擴展為液相線分別擴展為D及及B組分的組分的液相面液相面p2PEe3及及e3Ee1B(投影面投影面)，而，而e3E線為二元共晶點線為二元共晶點

39、e3擴展擴展的的e3E二元共晶線的投影線；二元共晶線的投影線；lE為三元共晶點為三元共晶點E的投影點，其的三元共晶反響為的投影點，其的三元共晶反響為LEBDC。l由于此化合物是異分熔化化合物，當(dāng)加熱未到達(dá)其熔點之前就分解由于此化合物是異分熔化化合物，當(dāng)加熱未到達(dá)其熔點之前就分解了，所以在液相中不能存在。因此，不能作為體系相組成的組分，了，所以在液相中不能存在。因此，不能作為體系相組成的組分，而規(guī)定而規(guī)定D點與其對應(yīng)頂角組分不用實線，而用虛線銜接，以示原三角點與其對應(yīng)頂角組分不用實線，而用虛線銜接，以示原三角形不能劃分為兩個獨立的三角形或分相圖。形不能劃分為兩個獨立的三角形或分相圖。 第二節(jié)第二

40、節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識4、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖l由于由于D的液相面的液相面(直接析出直接析出D的的)低于低于D存在的最高溫度，存在的最高溫度，所以不穩(wěn)定化合物所以不穩(wěn)定化合物D組成點就位于其初晶區(qū)之外。這是組成點就位于其初晶區(qū)之外。這是不穩(wěn)定二元化合物存在的三元系相圖特點。不穩(wěn)定二元化合物存在的三元系相圖特點。l圖中點的位置高于點，所以三角形中三元轉(zhuǎn)熔點圖中點的位置高于點，所以三角形中三元轉(zhuǎn)熔點P就高就高于三元共晶點于三元共晶點E，而，而PE線上的指示溫度下降的箭頭應(yīng)指線上的指示溫度下降的箭頭應(yīng)指向向E點。點。l位于位于ADC內(nèi)的物系

41、點應(yīng)在內(nèi)的物系點應(yīng)在P點最后凝固，結(jié)晶產(chǎn)物是點最后凝固，結(jié)晶產(chǎn)物是A+D+C，由于經(jīng)過轉(zhuǎn)熔反響后，液相無剩余。，由于經(jīng)過轉(zhuǎn)熔反響后，液相無剩余。l位于位于ABDC內(nèi)的物系點，經(jīng)過轉(zhuǎn)熔反響后，液相有剩余，內(nèi)的物系點，經(jīng)過轉(zhuǎn)熔反響后，液相有剩余，將經(jīng)過將經(jīng)過D的初晶區(qū)，繼續(xù)析出的初晶區(qū)，繼續(xù)析出D，最后在，最后在E點凝固。點凝固。 2相圖分析相圖分析:讀圖點、線、面的物理意義讀圖點、線、面的物理意義AA+AmBnLA+LB+L具有不穩(wěn)定化合物具有不穩(wěn)定化合物AmBn+BBAmBnAmBn+L第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識4、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖、有不穩(wěn)定二元化合物的三

42、元系相圖面：面：=2，f=2。4個初晶區(qū)個初晶區(qū)線：線：=3，f=15條二次結(jié)晶線：條二次結(jié)晶線：二元共晶線，二元共晶線，包晶線包晶線L+BsDs點：點：=4，f=0共晶點，包晶點共晶點，包晶點第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識 4、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖3切線規(guī)那么分界限上任一點代表的熔體，在結(jié)晶瞬間析出的固相可由該點的切線與相成分點的連線的交點表示。第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識4、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖分界限上任一點切線與該邊境限兩邊初晶組成點的連線的交點：在組成點連線內(nèi)，

43、共晶；在組成點連線外，包晶；恰與組成點重合：性質(zhì)轉(zhuǎn)變點。第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識4、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖結(jié)晶產(chǎn)物：原始熔體組成點所在三角形的頂點。結(jié)晶終點：上述三種物質(zhì)初晶區(qū)包圍的三元四相點。ABCpPA2BEABCA2Be1e2e3第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識4、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖6緩冷分析緩冷分析ABCpPA2BEABCA2Be1e2e3LCLACLACA2B最終產(chǎn)物：最終產(chǎn)物：第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識4、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系

44、相圖、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖6緩冷分析緩冷分析ABCpPA2BEABCA2Be1e2e3最終產(chǎn)物：最終產(chǎn)物：LCLACLACA2BL B CA2BL CA2B第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識4、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖6緩冷分析緩冷分析ABCpPA2BEABCA2Be1e2e3LAL A A2BLA A2B CLCA2B最終產(chǎn)物：最終產(chǎn)物：LBCA2B第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識4、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖ABCpPA2B321QEABCA2Be1e2e3a16緩冷分析緩

45、冷分析第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識4、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖O1點點O3點點O5點點第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識4、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖、有不穩(wěn)定二元化合物的三元系相圖AB濃度比，所以只能在段內(nèi)進(jìn)展轉(zhuǎn)熔終了，先析出濃度比，所以只能在段內(nèi)進(jìn)展轉(zhuǎn)熔終了，先析出的的A被耗費完，而液相卻有剩余。被耗費完，而液相卻有剩余。l此剩余的液相在溫度下降時，應(yīng)析出此剩余的液相在溫度下降時，應(yīng)析出D，因此液相將沿，因此液相將沿DO3連線在連線在D的初晶區(qū)內(nèi)的延伸線的初晶區(qū)內(nèi)的延伸線(由由D點作的點作的BC的的等比例線等比

46、例線)挪動，析出挪動，析出D。然后再沿。然后再沿PE段析出二元共晶段析出二元共晶體體D-C，最后在，最后在E點析出三元共晶體點析出三元共晶體D-B-C。l因此，因此，O31O32段是此物系的轉(zhuǎn)熔段，是其始點，它是段是此物系的轉(zhuǎn)熔段，是其始點，它是物系點物系點03與頂角與頂角A的連線在線上的端點。而是其終點，的連線在線上的端點。而是其終點，它是物系點它是物系點03與與D點的連線在線上的交點。最終組成的點的連線在線上的交點。最終組成的相是相是D+C+B。第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識5、具有一個液相分層區(qū)的相圖、具有一個液相分層區(qū)的相圖l液相的分層景象在三元系中也常出現(xiàn)。在液相

47、的分層景象在三元系中也常出現(xiàn)。在A-B二元二元系中出現(xiàn)了分溶曲線系中出現(xiàn)了分溶曲線akb，當(dāng)?shù)?，?dāng)?shù)?組分參與時，就組分參與時，就在三角形面上構(gòu)成了一個向內(nèi)擴展的曲面半圓錐形在三角形面上構(gòu)成了一個向內(nèi)擴展的曲面半圓錐形體。這是體。這是 A-B-C三元系在液相時構(gòu)成的兩個有限互三元系在液相時構(gòu)成的兩個有限互溶的液相溶的液相L1、L2的共存區(qū)，其外那么是的共存區(qū)，其外那么是L1或或L2的單的單相區(qū)。相區(qū)。l平行于底面的等溫面平行于底面的等溫面k與錐形曲面的交線在底面的投與錐形曲面的交線在底面的投影線為影線為akb(弧形區(qū)弧形區(qū))。溫度升高時，兩共存液相。溫度升高時，兩共存液相L1、L2的飽和溶解度

48、增大，而逐漸接近，出現(xiàn)上臨界點的飽和溶解度增大，而逐漸接近，出現(xiàn)上臨界點k，而各等溫面的弧形區(qū)也逐漸減少。，而各等溫面的弧形區(qū)也逐漸減少。 第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識五、物系緩冷過程中相態(tài)變化分析要點五、物系緩冷過程中相態(tài)變化分析要點l液相成分點、物系點及固相成分點一直遵守液相成分點、物系點及固相成分點一直遵守“杠桿規(guī)那么；杠桿規(guī)那么；l液相成分點變化途徑是從物系點開場，終于三元無變量點；液相成液相成分點變化途徑是從物系點開場，終于三元無變量點；液相成分點的運動好似分點的運動好似“雨天山坡滾泥球。雨天山坡滾泥球。l固相成分點變化途徑是從初晶區(qū)的初晶相開場，終于物系點。固

49、相成分點變化途徑是從初晶區(qū)的初晶相開場，終于物系點。l物系冷卻凝固后相組成是由所在的分三角形的三個頂點相組成；其物系冷卻凝固后相組成是由所在的分三角形的三個頂點相組成；其質(zhì)量關(guān)系遵守質(zhì)量關(guān)系遵守“杠桿規(guī)那么和杠桿規(guī)那么和“重心規(guī)那么。重心規(guī)那么。l“穿相區(qū)景象穿相區(qū)景象當(dāng)當(dāng)LAD轉(zhuǎn)熔反響結(jié)束后，如液相有剩余時，轉(zhuǎn)熔反響結(jié)束后，如液相有剩余時，即即 初晶初晶A先于液相先于液相L耗盡，結(jié)晶過程就會延續(xù)在耗盡，結(jié)晶過程就會延續(xù)在D的初晶區(qū)內(nèi)進(jìn)展的初晶區(qū)內(nèi)進(jìn)展LD，而結(jié)晶終點在，而結(jié)晶終點在E，這一景象稱為穿相區(qū)景象。，這一景象稱為穿相區(qū)景象。l穿過穿過D初晶區(qū)的液相組成變化的途徑，是物系點與初晶區(qū)的

50、液相組成變化的途徑，是物系點與D點連線在其內(nèi)點連線在其內(nèi)的延伸線。的延伸線。l凡位于凡位于A初晶區(qū)內(nèi)初晶區(qū)內(nèi)DP連線右上側(cè)的物系點，在結(jié)晶過程中都會出連線右上側(cè)的物系點，在結(jié)晶過程中都會出現(xiàn)這種穿相區(qū)景象?，F(xiàn)這種穿相區(qū)景象。3.留意：體系點一直不動； 任何情況下均三點共線；液相組成和固相組成點途徑異，首尾相接；最終存在相與原體系點符合重心規(guī)那么。 第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識五、物系緩冷過程中相態(tài)變化分析要點五、物系緩冷過程中相態(tài)變化分析要點第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識四、三元系相圖中相界限和無變量點確實定四、三元系相圖中相界限和無變量點確實定法法l

51、三元系相圖的構(gòu)成單元：面三元系相圖的構(gòu)成單元：面(初晶面初晶面)、線、線(二元共晶線及二元轉(zhuǎn)熔線二元共晶線及二元轉(zhuǎn)熔線)、點點(三元共晶點及三元轉(zhuǎn)熔點三元共晶點及三元轉(zhuǎn)熔點)。l1初晶面是體系的組分及其化合物初次析出的相區(qū)，相圖組分及初晶面是體系的組分及其化合物初次析出的相區(qū)，相圖組分及同份熔化化合物的組成點位于其初晶區(qū)內(nèi)，而異份熔化化合物的組同份熔化化合物的組成點位于其初晶區(qū)內(nèi)，而異份熔化化合物的組成點那么落在其初晶區(qū)之外。成點那么落在其初晶區(qū)之外。l2相界限是初晶面的分界限，在此線上是液相和兩固相平衡共存，相界限是初晶面的分界限，在此線上是液相和兩固相平衡共存，但有兩種不同的反響或析晶性質(zhì)

52、：共晶線但有兩種不同的反響或析晶性質(zhì)：共晶線 or 轉(zhuǎn)熔線。轉(zhuǎn)熔線。l相界限的析晶性質(zhì)與其組分的相點的相對位置和相界限的外形有關(guān)，相界限的析晶性質(zhì)與其組分的相點的相對位置和相界限的外形有關(guān)，因此會使二元化合物的穩(wěn)定性發(fā)生了變化。因此會使二元化合物的穩(wěn)定性發(fā)生了變化。l例如，穩(wěn)定的二元化合物越過相界限時，可變?yōu)椴环€(wěn)定化合物例如，穩(wěn)定的二元化合物越過相界限時，可變?yōu)椴环€(wěn)定化合物(圖圖4-27(a)；相反，不穩(wěn)定化合物也可變?yōu)榉€(wěn)定化合物；相反，不穩(wěn)定化合物也可變?yōu)榉€(wěn)定化合物(圖圖427(b)，因，因此相關(guān)的相界限的析晶過程也就發(fā)生了改動。此相關(guān)的相界限的析晶過程也就發(fā)生了改動。 第二節(jié)第二節(jié) 三元系

53、相圖根本知識三元系相圖根本知識四、三元系相圖中相界限和無變量點確實定四、三元系相圖中相界限和無變量點確實定法法第二節(jié)第二節(jié) 三元系相圖根本知識三元系相圖根本知識第三節(jié)第三節(jié) 三元渣系相圖三元渣系相圖一、三元渣系的相圖分析一、三元渣系的相圖分析l實踐的相圖多是由兩種以上的上述根本類型相圖構(gòu)成，其內(nèi)經(jīng)常實踐的相圖多是由兩種以上的上述根本類型相圖構(gòu)成，其內(nèi)經(jīng)常包含有多個性質(zhì)不同包含有多個性質(zhì)不同(同分或異分的同分或異分的)的二元或三元化合物，所以比的二元或三元化合物，所以比較復(fù)雜。但我們可以根據(jù)前述的相圖的根本規(guī)律及分析方法，總較復(fù)雜。但我們可以根據(jù)前述的相圖的根本規(guī)律及分析方法，總結(jié)出分析實踐相圖

54、的方法，協(xié)助我們看圖及用圖。結(jié)出分析實踐相圖的方法，協(xié)助我們看圖及用圖。l分析平面三元系相圖的內(nèi)容：分析平面三元系相圖的內(nèi)容：l各物相的初晶區(qū)各物相的初晶區(qū)(包括化合物穩(wěn)定性的判別包括化合物穩(wěn)定性的判別)；l相界限的性質(zhì)判別相界限的性質(zhì)判別(運用切線規(guī)那么運用切線規(guī)那么)；l三元無變量點的性質(zhì)判別三元無變量點的性質(zhì)判別(運用切線規(guī)那么運用切線規(guī)那么) ；l分割濃度三角形構(gòu)成分割濃度三角形構(gòu)成n個個“分三角形分三角形(假設(shè)有假設(shè)有n個無變量點個無變量點)；l物系緩冷過程中物質(zhì)相態(tài)變化分析物系緩冷過程中物質(zhì)相態(tài)變化分析(運用運用“雨天山坡滾泥球雨天山坡滾泥球)。第三節(jié)第三節(jié) 三元渣系相圖三元渣系相

55、圖二、三元系相圖的分析方法二、三元系相圖的分析方法l1、判別化合物的穩(wěn)定性根據(jù)化合物的組成點能否位于其初晶、判別化合物的穩(wěn)定性根據(jù)化合物的組成點能否位于其初晶區(qū)內(nèi)，確定該化合物是穩(wěn)定的或不穩(wěn)定的，穩(wěn)定化合物是體區(qū)內(nèi)，確定該化合物是穩(wěn)定的或不穩(wěn)定的，穩(wěn)定化合物是體系相組成的組分。系相組成的組分。l2、三角形劃分法、三角形劃分法按照三角形劃分的原那么和方法，將原按照三角形劃分的原那么和方法，將原三角形劃分為多個分三角形。三角形劃分的原那么和方法如三角形劃分為多個分三角形。三角形劃分的原那么和方法如下：下：l1)銜接相鄰組分銜接相鄰組分(相圖體系的根本組分及構(gòu)成的化合物相圖體系的根本組分及構(gòu)成的化合

56、物)點構(gòu)成點構(gòu)成三角形。穩(wěn)定化合物及根本組分之間用實線銜接；與不穩(wěn)定三角形。穩(wěn)定化合物及根本組分之間用實線銜接；與不穩(wěn)定化合物之間那么用虛線銜接。但不相鄰初晶區(qū)的這些組成點化合物之間那么用虛線銜接。但不相鄰初晶區(qū)的這些組成點那么不能相連。那么不能相連。l2)連線不能相互交叉，否那么違背了相律原理。相鄰連線不能相互交叉，否那么違背了相律原理。相鄰4相組相組成點構(gòu)成的四邊形成點構(gòu)成的四邊形(即兩個相鄰三角形即兩個相鄰三角形)中僅有一條對角線上的中僅有一條對角線上的兩個固相兩個固相 才是平衡共存的，這可由實驗方法或熱力學(xué)原理確才是平衡共存的，這可由實驗方法或熱力學(xué)原理確定。定。第三節(jié)第三節(jié) 三元渣系

57、相圖三元渣系相圖二、三元系相圖的分析方法二、三元系相圖的分析方法l3)體系中有體系中有n個無變量點，就有個無變量點，就有n個分三角形。此無變量點位于該三個分三角形。此無變量點位于該三角形之內(nèi)是共晶點；位于其外的是轉(zhuǎn)熔點。但多晶型轉(zhuǎn)變的無變量角形之內(nèi)是共晶點；位于其外的是轉(zhuǎn)熔點。但多晶型轉(zhuǎn)變的無變量點不包括在內(nèi)。點不包括在內(nèi)。l4)劃分出的分三角形不一定是等邊三角形，但有關(guān)濃度三角形的性劃分出的分三角形不一定是等邊三角形，但有關(guān)濃度三角形的性質(zhì)依然適用，只是不同邊上的濃度分度線段不再相等了。質(zhì)依然適用，只是不同邊上的濃度分度線段不再相等了。l3、利用切線規(guī)那么確定各相界限的性質(zhì)、利用切線規(guī)那么確

58、定各相界限的性質(zhì) 是共晶線或轉(zhuǎn)熔線，分別是共晶線或轉(zhuǎn)熔線，分別標(biāo)上溫度下降的箭頭及雙箭頭。標(biāo)上溫度下降的箭頭及雙箭頭。l4、核定無變量點的性質(zhì)：是三元共晶點、核定無變量點的性質(zhì)：是三元共晶點(E)或三元轉(zhuǎn)熔點或三元轉(zhuǎn)熔點(P)。l三元共晶點三元共晶點(E)位于其相平衡關(guān)系的分三角形內(nèi)，與頂角構(gòu)成重心位位于其相平衡關(guān)系的分三角形內(nèi)，與頂角構(gòu)成重心位關(guān)系：關(guān)系：LE=S1+S2+S3，它是結(jié)晶的終點。，它是結(jié)晶的終點。l三元轉(zhuǎn)熔點三元轉(zhuǎn)熔點(P)位于對應(yīng)的分三角形之外，與三頂角點構(gòu)成交叉位的位于對應(yīng)的分三角形之外，與三頂角點構(gòu)成交叉位的關(guān)系：關(guān)系：L+S1=S2+S3。它不一定是結(jié)晶的終點，視物系

59、點在此對應(yīng)。它不一定是結(jié)晶的終點，視物系點在此對應(yīng)分三角形之內(nèi)或外的位置而定。分三角形之內(nèi)或外的位置而定。l(5)在結(jié)晶過程中，利用三點在結(jié)晶過程中，利用三點“結(jié)線規(guī)那么即用液相點一物系點一結(jié)線規(guī)那么即用液相點一物系點一固相點的結(jié)線，確定平衡共存相的組成及質(zhì)量。固相點的結(jié)線，確定平衡共存相的組成及質(zhì)量。第三節(jié)第三節(jié) 三元渣系相圖三元渣系相圖三、三、CaO-SiO2-Al2O3渣系相圖渣系相圖l此相圖是此相圖是GARankin及及FEWright早期多年研討測定的結(jié)早期多年研討測定的結(jié)果，后經(jīng)果，后經(jīng) Brown、Greig和和Muan、Osborn等人對原相圖進(jìn)展了某等人對原相圖進(jìn)展了某些修正

60、后的相圖。些修正后的相圖。l此相圖中有此相圖中有10個二元化合物個二元化合物(其中其中5個是不穩(wěn)定的，個是不穩(wěn)定的，5個是穩(wěn)定的個是穩(wěn)定的(請請見前面相應(yīng)的二元相圖見前面相應(yīng)的二元相圖)和和2個三元穩(wěn)定化合物個三元穩(wěn)定化合物(CAS2鈣斜長石，鈣斜長石，C2AS鋁方柱石鋁方柱石)。l圖中有圖中有15個組分點銜接起來，可劃分為具有個組分點銜接起來，可劃分為具有15個初晶面的分三角個初晶面的分三角形，對應(yīng)形，對應(yīng)15個無變量點，其中個無變量點，其中8個三元共晶點，對應(yīng)個三元共晶點，對應(yīng)8個獨立三角個獨立三角形，形，7個三元轉(zhuǎn)熔點。詳見表個三元轉(zhuǎn)熔點。詳見表4-2。l相圖中接近相圖中接近SiO2組成