状態図とてこの規則

Cu-Ni合金を、実際の鋳造のように速く冷却して凝固させたとき、デンドライト(樹枝状晶)の中心部の組成として正しいものはどれか。

  1. A合金の平均組成よりNiに富む
  2. B合金の平均組成よりCuに富み、外側ほどNiに富む
  3. C固相内の拡散が十分に速いので、常に平均組成に等しい
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正解:A. 合金の平均組成よりNiに富む

凝固の初期に晶出する固相は、高温側のタイラインの端の組成なのでNiに富んでいます。冷却が速いと固相の中の拡散が追いつかず、あとから凝固する外側ほどCuに富む層が重なって、デンドライトの中心から外側へ組成が変わる偏析(有芯組織、コアリング)が残ります。そのため中心部は平均組成よりNiに富みます。固相内の拡散は液相よりはるかに遅いので、平衡の組成になるとは限りません。最後に凝固した部分は融点が低いため、再加熱したときに局部的に溶けるおそれがあり、均質化焼なましで偏析を減らします。

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