상태도와 지렛대 법칙

Pb-Sn계의 공정 온도를 183℃, 공정 조성을 61.9 wt%Sn, 그 온도에서 α상의 조성을 18.3 wt%Sn, β상의 조성을 97.8 wt%Sn이라고 한다. 30 wt%Sn 합금을 공정 온도 바로 아래까지 평형 냉각했을 때, 조직에서 공정 조직이 차지하는 질량 분율에 가장 가까운 것은 무엇인가?

  1. A약 0.27
  2. B약 0.73
  3. C약 0.15
정답과 해설 보기

정답: A. 약 0.27

공정 조직은 공정 온도 바로 위에서 남아 있던 액상(61.9 wt%Sn)이 그대로 공정 반응으로 변한 것입니다. 그래서 공정 온도 바로 위의 α + L 영역에서 지렛대 법칙을 쓰면 W_공정 = W_L = (30 − 18.3)/(61.9 − 18.3) = 11.7/43.6 ≈ 0.27이 됩니다. 약 0.73은 나머지 초정 α의 분율로, 반대쪽 거리를 취한 오류입니다. 약 0.15는 공정 온도 바로 아래에서의 β상 전체의 분율 (30 − 18.3)/(97.8 − 18.3)입니다. β상은 모두 공정 조직 안에 있지만, 공정 조직에는 α도 포함되므로 일치하지 않습니다. 조직(초정·공정)과 상(α·β)을 구별하는 것이 이런 유형의 문제의 요점입니다.

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