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ギブズの相律

相と成分に応じて系の熱力学的自由度の数を計算する数学式。

相律は本質的にシンプルだ。溶接時に材料の状態が変わる前に、どれだけ自由度があるかを教えてくれる。状態図を見れば、溶融相と固相が共存する領域がわかる。まさにこの領域、凝固温度範囲が問題だ。広ければ広いほど、残留溶融物が供給できず、高温割れの危険が大きくなる。

アルミ合金では、ケイ素を多く含む添加材を使う。これはほとんど間隔なく凝固するので、問題にならない。鋼では、二相領域(フェライト+オーステナイト)でゆっくり冷却する点が厄介だ。ここで硬く脆い島ができ、靭性を台無しにする。つまり、熱を入れすぎず、焼鈍時は常に変態温度以下に保つこと。さもないと組織をまた壊してしまう。

MetallurgieSchweißtechnik