冶金(热力学/平衡/相图)分析

Analysis Heatmap

Metallurgical Phase Diagram (Lever Rule)

📐 工作原理与说明

二元合金在两相区平衡时,按杠杆定律求两相质量分数:fα=(Cβ−C0)/(Cβ−Cα)、fβ=(C0−Cα)/(Cβ−Cα),其中 C0 为合金总成分、Cα/Cβ 为两相平衡成分(单位相同,如 wt% B)。须满足 Cα ≤ C0 ≤ Cβ,否则提示超出两相区。

📚 深度解析:冶金(热力学/平衡/相图)分析

💡 常见使用场景

热力学与相图
Gibbs 自由能变 ΔG = ΔH − TΔS;反应自发条件 ΔG<0。平衡常数 ln K_eq = −ΔG/(R·T)。两相区(α+β)杠杆定律:α 相质量分数 = (Cβ − C)/(Cβ − Cα),β 相 = (C − Cα)/(Cβ − Cα)(C 为合金平均成分)。
算例
某二元系两相区 Cα=10%、Cβ=80%、合金平均 C=38%:α 相 = (80−38)/(80−10)=42/70=60%,β 相=40%。即该成分在平衡时 60% 为 α 相、40% 为 β 相;温度改变共晶点会移动平衡两相成分。

❓ 常见问题(FAQ)

杠杆定律适用于哪?
仅适用于平衡冷却的两相区,且成分在两相成分之间;非平衡(如快速冷却)会出现枝晶偏析,实际比例偏离杠杆定律。
ΔG 和温度什么关系?
ΔG=ΔH−TΔS,吸热反应(ΔS>0)升温使 ΔG 更易为负、反应更有利;放热反应则降温有利,这是温度调控相平衡的基础。
⚠️ 使用说明与注意事项
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