相圖與槓桿法則

將Cu-Ni合金像實際鑄造那樣快速冷卻凝固時,樹枝狀晶中心部的成分,下列何者正確?

  1. A比合金的平均成分富含Ni
  2. B比合金的平均成分富含Cu,越往外側越富含Ni
  3. C固相內的擴散夠快,因此總是等於平均成分
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正確答案:A. 比合金的平均成分富含Ni

凝固初期析出的固相是高溫側連結線端點的成分,因此富含Ni。冷卻快時固相內的擴散跟不上,越晚凝固的外側越富含Cu的層層疊加,殘留下從樹枝狀晶中心往外側成分改變的偏析(核心組織、coring)。因此中心部比平均成分富含Ni。固相內的擴散遠比液相慢,不一定能達到平衡成分。最後凝固的部分熔點較低,再加熱時有局部熔化的危險,因此以均質化退火減少偏析。

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