Estimating terminal phase equilibria in ternary systems

Abstract

An analytical method for the estimation of terminal two-phase equilibria in ternary systems is presented. The method utilizes thermodynamic solution parameters, free energies of transformation of pure components and phase equilibria of the relevant binary systems.

At low solute concentrations or at higher concentrations in systems where solute interactions are weak, it is shown that ternary isotherms are characterized by approximately linear phase boundaries and constant solute partition coefficients.

The method has been employed to calculate several tie-lines of the 1510°C isotherm in the iron-rich comer of the Fe-Mn-S diagram. In this moderately rich solution system typifying fairly strong solute interaction, the curvature of the phase boundaries and variation of the partition coefficients throughout the two-phase region are found to be minimal (for the parameters used in the calculations).

Résumé

Cette communication fait part d'une méthode de calcul des lignes de conjugaison dans les régions terminales d'un diagramme de phases ternaire. La méthode utilise les paramètres thermodynamiques de solution, les énergies libres de transformation des composants, et les diagrammes de phases binaires qui limitent le diagramme ternaire.

On démontre que les isothermes sont linéaires et les coefficients de partage invariables lorsque les interactions entre solutés sont faibles.

La méthode a servi au calcul des lignes de conjugaison de la région fer δ + liquide du système Fe-Mn-S à 1510°C. On constate que la courbure des isothermes et la variation des coefficients de partage d'un bout à l'autre de la région bi-phasée sont minimes.