状態図とてこの規則
Al-Si系は577℃、12.6 wt%Siに共晶点をもち、その温度でのα(Al)相のSi固溶限は1.65 wt%、Si相はほぼ純粋なSi(100 wt%)とする。18 wt%Siの過共晶合金を共晶温度のすぐ上まで平衡冷却したとき、初晶Siの質量分率はどれに最も近いか。
- A約5.4%
- B約16.6%
- C約6.2%
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正解：C. 約6.2%
共晶温度のすぐ上では、初晶Siと共晶組成(12.6 wt%Si)の液相が共存しています。てこの規則より W_初晶Si = (18 − 12.6)/(100 − 12.6) = 5.4/87.4 ≈ 0.062、つまり約6.2%です。約5.4%は組成の差 18 − 12.6 をそのまま百分率とした誤りで、タイラインの長さで割っていません。約16.6%は共晶温度のすぐ下でのSi相全体の分率 (18 − 1.65)/(100 − 1.65) で、共晶組織の中のSiまで含んでいます。過共晶Al-Si合金では、硬い初晶Siが耐摩耗性を与えるためピストンなどに使われ、初晶Siを細かくする処理が行われます。