缩墨铸铁以及灰铸铁机械结构检测光学显微镜

缩墨铸铁以及灰铸铁机械结构检测光学显微镜

寻求制造缩墨铸铁之迅捷方法，及探讨缩墨铸铁之金
相机械性质，以提供制造者确实可行之途径，并对这种崭新的材料，有一正确之认识
，使从事机械设计者，能对其加以运用。实验中所研讨的变数，包括有合金添加剂及
其用量、接种、倾注温度、铸件厚度、冷激倾向以及铸件中残留化学成份之影响等。

实验中制造缩墨铸铁所采用的方法有：
1.不足量球化剂法：乃是以三种合金球化剂作为添加剂。

2.稀土元素法：包括使用稀土矽化物及密铈合金两种添加剂，并施以
Fe - Si或Ca - Si作接种处理。各炉次试验温度范围在1400℃ 1500℃之间，并作
不同倾注温度之试验，以求得知其对金相组织及机械性质的影响。
实验结果显示，以两种球化剂KC5 Mg及KC-L7，添加量为0.5 0.7 wt. ％，KC8 MG添
加量在0.3 0.5 wt.％时，于最佳情况下，可制得80％缩墨及20％球墨组织的铸铁。
以稀土矽化物0.3 wt. ％及0.4 wt.％的 添加量，并且施以Ca Si 0.3 wt. ％接种处
理，可制得100 ％缩墨铸铁。然而若稀土矽化物添加量在0.4 wt. ％而以Fe Si作接
种处理时，则有产生灰铸铁之倾向。实验中并得证在1400℃ 1500℃的倾注温度是适
合缩墨铸铁的制造。

至于铸件厚度的影响，
薄件（0.75英吋以下）较易产生冷激倾向，尤其是用密铈合金处理者，
皆有碳化物（雪明碳铁）的产生。然而当铸件厚度超过1英吋时，
铸铁的显微镜下观察显微组织显然已无多大变化。实验结果指出1英吋以上的铸件厚度均可得大致
相同的缩墨铸铁组织。

由化学分析显示，以不足量球化剂处理者，其化学成份，残留镁（Mg）含量在0.013
0.025 wt. ％，残留铈（Ce）含量在0.01 0.015 wt. ％之间，可制得缩墨组织。
而以稀土矽化物或是用密铈合金作为添加剂。并施以接种处理者，其残留化学成份，
（Ce）在0.02 0.050 wt. ％之间亦制得优良之缩墨铸铁。
由本实验所得之缩墨铸铁的机械性质可综合如下：
抗拉强度：300 385MPa （47.5 56.6KSi）
延伸率：4 8％
硬度：120 150 Bhn
冲击值：6.6 7.4 Joules （4.6 5.5 ft - 1bf）
上述机械性质，显示缩墨铸铁介于灰铸铁（片状石墨）与延性铸铁（球状石墨）两者
之间，甚且由其冶金性质与破坏现象，亦显示出缩墨铸铁是介于上述两者之间。