Kaki GUNJI Introduction to Solidification of Metals ( II ) neighbours. sub-structure; stability of surface; M-S theory. N208

Kaki GUNJI Introduction to Solidification of Metals ( II ) neighbours. sub-structure; stability of surface; M-S theory. N208

(a) (b) (a) (b) (a) (b)

( 3-1 ) ( 3-2 ) ( 3-3 ) ( 3-4 ) (3-5) (3-6)

(3-7)

( 4-1 ) (4-6) (4-7) (4-2) (4-3) ( 4-8 ) ( 4-4 ) (4-5) ( 4-9 )

( 4-10) ( 4-11) ( 4-12) ( 4-13) ( 4-14) ( 4-15) ( 4-16)

鉄 と 鋼 Vol. 80 (1994) No. 5 ( 4-17) とな る 組 成 的 過 冷 は ( 4-18) で 発 生 す る が,上 式 か ら同 一 合 金 で は 凝 固 速 度 お よ び 溶 質 濃 度 の 高 い ほ ど,ま たバ ル ク液 体 の 温 度 勾 配 の 小 さ い ほ ど 組 成 的 過 冷 の 発 生 し易 い こ とが 分 る 表4-1は Fe -C 合 金 につ い て 凝 固 速 度 と臨 界 の 温 度 勾 配 の 関 係 を 計 算 し た もの で あ る が,界 面 の 乱 れ を防 ぎセ ル や デ ン ド ラ イ ト組 織 の 形 成 を 阻 止 す る に は バ ル ク 液 体 の 大 き な 温 度 勾 配 の 必 要 な こ とが 理 解 さ れ よ う 4 2 2 組 成 的 過 冷 に よ っ てサ ブ 組 織 は ど う変 る か RutterとChalmers4"io)1よ 域 が 発 生 し,界 図 4-7 Sn-Pb 合 金 に お け るセ ル 状 組 織 形 成 の 条 件 平 らな 界 面 前 方 に 組 成 的 過 冷 領 面 に 小 さ な 突 起 が で き る と主 界 面 よ り大 き な 過 冷 領 域 に入 るの で 突 起 は ます ま す 大 き く な り,平 ら な 界 (a) (d) (b) (e) (c) (f) 面 が 乱 れ セ ル 組 織 が 形 成 さ れ る と提 案 した Bilonis ら4-11)は 平 ら な 界 面 に 接 す る液 体 中 に 過 冷 が 生 ず る と,成 る 結 晶 内 の 転 位 の 周 り に く ぼ み を 形 成 し,さ す と そ れ らの くぼ み が 連 な っ て 図4-6に 長 して い ら に過 冷 が 増 示 す よ うに規 則 正 し い 六 角 状 セ ル に な る と考 え た 組 成 的 過 冷 の 発 生 とセ ル 状 組 織 の 形 成 に つ い て は 低 融 点 合 金 を 用 い 古 く か ら研 究 さ れ て き た 例 え ば,図 Sn-Pb合 金4-12)の セ ル 状 組 織 形 成 と(4-17)式 の 関 係 を 示 し た も の で,実 験 で 得 ら れ たGl/Vの 金 の 物 性 値 お よ び(4-17)式 4-7 は の臨界条 件 臨 界 値 と合 か ら求 め た 計 算 値 とが 非 常 に よ く一 致 す る こ とが 分 る 組 成 的 過 冷 の 発 生 した セ ル の 先 端 に 接 す る液 体 の 組 成 的 過 冷 が さ ら に 増 加 す る と,図4-6の み に 向 っ て 突 起 が 現 れ,デ 各 セ ル の 側 面 か ら くぼ ン ド ラ イ ト組 織 が 形 成 さ れ る 写 真4-1 セ ノレ組 織 か らデ ン ド ラ イ ト組 織 に 変 る 臨 界 値 につ い て も 2, 3の 研 究 が 行 わ れ, (G1/V) 表 4-1 Fe-0.1%C (O = 25Cr-20 Ni 鋼 の 凝 固 条 件 とサ ブ 組 織 の 関 係 ( 20) 1/2を パ ラ メ ー タ と し て 検 討 さ れ 合 金 の最 小 安 定 化 温 度 勾 配 8 10-3 2/s, ko = 0.13, m= -85K/%) て い る が4-13) 4-15)そ の 物 理 的 意 味 は 明 ら か に さ れ て い な い 鈴 木 ら4-16)は25Cr-20Ni鋼 詳 細 に 研 究 し,写 た 図4- 真4-1お 8 か らG1/V の 凝 固 組 織 と凝 固 条 件 の 関 係 を よ び 図 4-8 の よ う な関 係 を 得 の 値 に よ り凝 固 組 織 が 明 確 に識 別 で き, 組 成 的 過 冷 が 組 織 形 成 の 原 因 に な っ て い る こ とが 明 ら か に 図 4-6 6角 状 セ ル の 断 面 された N214

( 4-19) ( 4-20) ( 4-21) ( 4-22)

(4-8) ( 4-23) ( 4-24) ( 4-25) ( 4-33) ( 4-34) ( 4-26) ( 4-27) ( 4-28) ( 4-29) ( 4-30) ( 4-31) ( 4-35) ( 4-36) ( 4-37) ( 4-38) ( 4-39) ( 4-32)

( 4-40) ( 4-43) ( 4-41) ( 4-42) ( 4-44) ( 4-45) ( 4-46)

( 4-49) ( 4-50) ( 4-51) ( 4-47) ( 4-52) ( 4-48)

( 4-53) ( 4-54) ( 4-55) ( 4-56) ( 4-57) ( 4-58) ( 4-59) ( 4-60) ( 4-61)

(a) (b)

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