凝固と鋳造組織
合金の凝固で、温度勾配Gと成長速度Vを変えたときの固液界面の形と組織の細かさについての説明として正しいものはどれか。
- AG/V を小さくしていくと、デンドライト、セル、平らな界面の順に変わり、G×V が大きいほど組織は粗くなる
- B界面の形は G×V だけで決まり、G×V を大きくすると平らな界面、小さくするとデンドライトになる
- CG/V を小さくしていくと、平らな界面、セル、柱状デンドライト、等軸デンドライトの順に変わり、G×V が大きいほど組織は細かくなる
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正解：C. G/V を小さくしていくと、平らな界面、セル、柱状デンドライト、等軸デンドライトの順に変わり、G×V が大きいほど組織は細かくなる
組成的過冷の条件からわかるように、界面の形は主に G/V で決まり、G/V が大きいほど平らな界面が安定です。G/V を小さくすると組成的過冷が大きくなり、セル、柱状のデンドライト、さらに界面の前方の液相で新しい結晶が生まれる等軸デンドライトへと変わります。一方、G×V は冷却速度(K/s)にあたり、組織の大きさを決めます。冷却が速いほど溶質が拡散する時間が短く、セルやデンドライトの間隔は細かくなります。G/V を小さくすると平らな界面に近づくとする選択肢は順序が逆で、冷却が速いほど組織が粗くなるのでもありません。形が G×V だけで決まるとするのは、形と大きさを決める2つの量の役割を取り違えています。