金屬材料與合金

在Chvorinov法則中,鑄件的凝固時間t以體積V與表面積A的比表示為 t = B(V/A)²(B是由鑄模與金屬決定的常數)。在相同鑄模條件下,邊長50 mm的立方體鑄件在4.0分鐘內凝固。邊長100 mm的立方體鑄件的凝固時間最接近下列何者?

  1. A8.0分鐘
  2. B16分鐘
  3. C32分鐘
查看答案與解析

正確答案:B. 16分鐘

設立方體的邊長為a,V/A = a³/(6a²) = a/6,因此邊長50 mm時V/A ≈ 8.3 mm,100 mm時約為16.7 mm,正好是2倍。凝固時間與V/A的2次方成正比,因此 t = 4.0 × 2² = 16分鐘。8.0分鐘是以為凝固時間與尺寸成正比的錯誤,32分鐘是以為與體積成正比而算成8倍的錯誤。鑄件越大,凝固越費時,組織也越粗。此外,冒口(補充熔湯的部分)若不比製品部更晚凝固,就無法補償縮孔,因此將冒口的V/A設計得比製品部大,其根據也是這個法則。

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