凝固與鑄造組織
規則的層狀共晶進行單向凝固時,層間距λ與成長速度V之間成立 λ²V = 定值 的關係。成長速度10 µm/s時 λ = 2.0 µm。成長速度變為160 µm/s時,λ最接近下列何者?
- A約0.13 µm
- B約0.50 µm
- C約1.0 µm
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正確答案:B. 約0.50 µm
因 λ²V = 定值,λ與V的平方根成反比。速度變為16倍時,λ變為原來的 1/√16 = 1/4,即 2.0/4 = 0.50 µm。約0.13 µm是以為λ與V成反比而除以16的值,約1.0 µm是以為λ與V的4次方根成反比的值。此關係出自Jackson與Hunt的理論,是由兩個固相在界面前方以擴散橫向交換溶質、並排成長的共晶協同成長所導出。間距越窄,擴散距離越短,但相界增加,界面能所需的過冷也增加,間距由兩者的平衡決定。冷卻越快的共晶合金組織越細,原因就在這裡。