三元系合金相图集

1.本书选录了近几十年世界科技文献中发表的1500幅三元合金相图，覆盖面全。2.编者对所有相图都进行了评估、对比、整理、重新绘制，准确性高，更规范化。3.文前目录中将1500幅相图按照合金字母进行排序，同时书后还按照特定合金系制作了索引，方便读者查阅。4.书后列出了金属元素的物理、化学和力学性质，便于读者分析相图。5.编者自1956年开始从事相图学，具有丰富的相图学理论和实践经验，此书为作者退休后，历时多年完成的一部行业参考工具书。

本书是一本按三元系合金液相限(liquidus)为系统编辑的相图集，收集了自20世纪中叶至2021年年底文献中发表过的三元系合金相图1500余幅。为了便于索引，三角形顶角的三个组元均按照A-B-C (左-顶-右)的顺序进行了订正。本书的附录以填入周期表的方式给出了各个组元的物理、化学和力学的参数，便于读者链接和分析相图组元间本性的关联。本相图集可供物理、化学、材料科学、工程技术等有关领域的学者和技术人员以及高等学校有关学科的教师和研究生参考。

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合金相图也称合金状态图，是元素之间物理、化学反应平衡的几何学描述。元素之间一切物理和化学反应平衡的信息，都会在相图上一一表露无遗。相图是物理、化学、冶金，特别是与材料科学有关各领域的导航图。
组成、温度和压力是影响物理化学反应平衡的三大要素。在大气环境中，压力视为恒定，通常讨论的合金相图，实际上是常压下的等压相图，是物理、化学反应平衡在温度-组成坐标图上的演绎。二元系是二维的平面相图，三元系是立体的三棱柱相图，后者又常以平面三角形投影图来表述。
二元系合金相图集，世界各国都有多种版本的出版。三元系合金相图集的编辑因其工程浩大，世界上的出版物为数不多，有德国的Petzow G.、英国的Prince A. 以及Raynor G.V.、苏联的Агеев Н . Г.、印度的Raghavan V.、美国的Villas P. 等人各自分卷编辑的图集。这些相图集的编者普遍追求相图资料的全面表述，因此篇幅都十分巨大，如美国Villas P. 等人在1995 年编辑出版的《三元合金相图手册》（Hand Book of Ternary Alloy Phase Diagrams），有10 卷，13000 页之多。
本相图集是一本三元系合金相图液相限（liquidus）投影的数据集。文献中发表过的有关相图资料浩如烟海，也极为纷乱庞杂，现在以三元系合金液相限的投影图为线索来编辑这本图集，使相图数据表达的逻辑更为简洁清晰。虽然相图的多温、等温截面以及中间相结构等的数据都很重要，但液相限投影在相图的表述中毕竟是第一位的，它反映了体系中相平衡的全面信息。
本相图集覆盖了20 世纪中叶至2021 年年底发表过的三元系合金相图资料。编辑过程中尽量收集不同时期同一体系多个作者的相图文献，在对比评估的基础上选录可信度与合理度更高的相图。对那些不同作者发表的同一体系的相图差别较大，无法有效评估的相图，本相图集采取并列刊出，以供读者自行对比参考。
20 世纪90 年代以前发表的相图多属实验相图，具有根本性的参考价值。近30 年来借计算机技术的发展，文献中发表了大量热力学计算的相图，其中多数作者都同时列出了实验数据的佐证，或与老的实验相图进行对比优化，其结果有较高的可信度。但也有一些报告，缺乏足够实验数据的检验，其结论有待进一步确认，其作者这时也常称自己的结论为“tentative（暂定的）”。对这一类相图是否应该收录？ 我们想：“不完全的有，似乎总还是比完全没有的好”，因此只要符合相律和相图的基本规则，相图内容表述合理，本相图集还是进行了适当的选录。
近年来发表的热力学计算相图中，一些作者缺乏误差分析，直接取用计算机输出的结果，因而录出了过多位数的“有效数字”，或者绘出“过于精微的”相图细节。这些“过度表达”其实都处在方法误差的范围之内，其他作者无法重复，更不可能获得实验数据的佐证，因此多半是没有意义的。本相图集在录用有关相图时，对这些“过度表达”进行了必要的压缩和订正。
全面的三元合金相图体系究竟能有多少个？ 仅就常见的30 多个金属元素的排列组合就超过4000 体系之多。由于多数体系至今尚未有研究者问津，一些研究者常仅止步于体系等温截面或多温截面的表述，还由于某些原始文献的难于获得，这就使得有关相图资料的全面搜集受到很大的局限。经过编者多年努力，本相图集收录的三元系合金相图总数得以超过1500 幅。
文献发表相图的坐标中，三个组元的顺序都十分任意，本相图集中相图的三角坐标都按照A-B-C（左-顶-右） 的顺序重新订正以便于索引。此外，本相图集还采用顶角（组元）到底边距为100mm 的等边三角形坐标，便于读者方便地用尺直接量出相图中任何指定坐标点顶角组元的% 组成，也就是组成坐标点到底边垂直距离的mm 数，无须再从侧边二元系的坐标读取。相图组成的单位通常都是摩尔分数（mol% ），但限于编者的工作条件，一些原作的组成单位是质量分数（mass% ）的，以及一些作者采用了非规范的直角坐标等，本相图集都未予转换统一，读者在读取相图时应加以充分注意。
本相图集的附录以周期表的格式列出元素的物理、化学和力学参数。读者在查取相图数据的同时还便于链接不同体系组元特性的内在关联。
衷心感谢北京大学化学与分子工程学院的李星国教授，他在本相图集的编辑过程中给予了热情的鼓励、帮助和支持。
最后，鉴于编者的学识水平和工作条件的限制，多年努力所完成的这样一项工程，肯定还会存在某些局限和不妥，衷心希望读者和同行学者不吝批评指教。

编者
2022 年春