凝固と鋳造組織
チボリノフの法則 t = B(V/A)²(tは凝固時間、Vは体積、Aは表面積、Bは定数)が成り立つとする。同じ鋳型の条件で、ある体積の立方体の鋳物が10分で凝固した。同じ体積の球の鋳物の凝固時間はどれに最も近いか。
- A約15分
- B約12分
- C10分
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正解：A. 約15分
体積が同じでも、球は表面積が最も小さい形なので、V/A(モジュラス)が大きくなります。一辺aの立方体では V/A = a/6 ≈ 0.167a です。同じ体積の球の半径は r = (3a³/4π)^(1/3) ≈ 0.620a で、V/A = r/3 ≈ 0.207a となり、立方体の約1.24倍です。凝固時間はその2乗の約1.54倍で、10 × 1.54 ≈ 15分です。約12分は凝固時間が V/A に比例するとした値、10分は体積が同じなら凝固時間も同じと考えた誤りです。押湯は製品部より後まで溶けている必要があるので、同じ量の金属で V/A を大きくできる球や、高さと直径が同じくらいの円柱に近い形にします。