合金では一つの製品の中で濃度差が出てきます。それを偏析と言います。
偏析は大きく分けてミクロ偏析とマクロ偏析があります。ミクロ偏析とは例えば結晶粒の中心と外側で濃度差があることです。マクロ偏析とは例えば丸棒や板の表面と中心で濃度差があることです。下図はミクロ偏析を表したものです。ここでこの赤い線のA-B合金組成の材料を考えてみます。
図.状態図とミクロ偏析
上の赤い線が凝固開...
ミクロ偏析 金属材料基礎講座（その19）
合金では一つの製品の中で濃度差が出てきます。それを偏析と言います。
偏析は大きく分けてミクロ偏析とマクロ偏析があります。ミクロ偏析とは例えば結晶粒の中心と外側で濃度差があることです。マクロ偏析とは例えば丸棒や板の表面と中心で濃度差があることです。下図はミクロ偏析を表したものです。ここでこの赤い線のA-B合金組成の材料を考えてみます。
図.状態図とミクロ偏析
上の赤い線が凝固開始の液相線で、下の青い線が凝固完了の固相線です。その間は液相と固相の共存領域です。溶湯から温度が下がり1の温度になります。
そうすると凝固して結晶粒が生まれます。大事なのはこの時の組成です。組成は横線を元に決まります。液相の組成は右側、固相の組成は左側になります。
そのため固相の結晶粒の方が濃度が薄いのです。そこから温度が下がり2の温度になります。その間も結晶粒の周りに凝固は進みますが、2の温度の時には組成も先程と変わります。
つまり凝固過程において結晶粒は中心から外に向けて濃度が濃くなります。濃度の薄い固相が先に出来るため、液相濃度が濃くなります。これが進んで3の時に凝固が完了します。最後に凝固したところが最も合金濃度が高くなります。そしてミクロ偏析は、この液相線と固相線の差が大きくなるほど偏析の程度も大きくなります。
ミクロ偏析の代表的な組織としてデンドライト組織があります。先に凝固した濃度の薄い部分がちょうど木の幹や枝のように見えて、後から凝固した濃度の濃い部分がそのすき間を埋めます。
続きを読むには・・・
この記事の著者
福﨑 昌宏
福﨑技術士事務所
金属組織の分析屋 金属材料の疲労破壊や腐食など不具合を解決します。
この記事の著者
福﨑 昌宏
金属組織の分析屋 金属材料の疲労破壊や腐食など不具合を解決します。
金属組織の分析屋 金属材料の疲労破壊や腐食など不具合を解決します。
この連載の他の記事
現在記事
ミクロ偏析 金属材料基礎講座（その19）
「金属・無機材料技術」の他のキーワード解説記事
もっと見る
残留オーステナイトとは？マルテンサイトとの違い、サブセロ処理の効果を解説：金属材料基礎講座（その98）
【目次】 1. 残留オーステナイトとは何か オーステナイト［1］を急冷するとマルテンサイト組織ができますが、Ms点、Mf点は炭素...
【目次】 1. 残留オーステナイトとは何か オーステナイト［1］を急冷するとマルテンサイト組織ができますが、Ms点、Mf点は炭素...
すき間腐食 すき間腐食とは：金属材料基礎講座（その69）
◆ 孔食とすき間腐食 すき間腐食は主に水中で2つの金属部品の間隔が狭い時に、そのすき間で腐食が発生することです。 すき間のサイズはあま...
◆ 孔食とすき間腐食 すき間腐食は主に水中で2つの金属部品の間隔が狭い時に、そのすき間で腐食が発生することです。 すき間のサイズはあま...
電子銃:金属材料基礎講座(その120)各種電子銃の模式図
◆ 電子銃 SEMのフィラメントは電子銃とも呼ばれ、電子銃から電子が放出されます。電子銃の種類は熱電子銃や電界放出型(Field E...
◆ 電子銃 SEMのフィラメントは電子銃とも呼ばれ、電子銃から電子が放出されます。電子銃の種類は熱電子銃や電界放出型(Field E...
「金属・無機材料技術」の活用事例
もっと見る
金代替めっき接点の開発事例 （コネクター用貴金属めっき）
私は約20年前に自動車用コネクターメーカーで、接点材料の研究開発を担当していました。当時の接点は錫めっきが主流でした。一方、ECU（エンジンコントロール...
私は約20年前に自動車用コネクターメーカーで、接点材料の研究開発を担当していました。当時の接点は錫めっきが主流でした。一方、ECU（エンジンコントロール...
ゾルゲル法による反射防止コートの開発と生産
15年前に勤務していた自動車用部品の製造会社で、ゾルゲル法による反射防止コートを樹脂基板上に製造する業務の設計責任者をしていました。ゾルゲル法というのは...
15年前に勤務していた自動車用部品の製造会社で、ゾルゲル法による反射防止コートを樹脂基板上に製造する業務の設計責任者をしていました。ゾルゲル法というのは...
