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研究生: 張智凱
Chih-kai Chang
論文名稱: 含鉬高矽球墨鑄鐵顯微結構與機械性質的研究
The Study on the Microstructures and Mechanical Properties of High Silicon Ductile Irons Alloyed with Molybdenum
指導教授: 雷添壽
Tien-Shou Lei
口試委員: 李驊登
Hwa-Teng Lee
陳恩宗
En-Tsung Chen
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 51
中文關鍵詞: 高矽球墨鑄鐵耐熱鑄鐵顯微組織高溫機械性質含鉬碳化物
外文關鍵詞: Ductile iron
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  • 本研究主要目的是分析數種含鉬高矽球墨鑄鐵的顯微組織與機械性質的特性及其間的關連性。研究的進行是利用熔煉時調整矽與鉬的添加量,澆鑄成Y形塊後再車製出試片,供金相觀察與機械性質測試。室溫機械性質測試包括硬度、拉伸及衝擊試驗,而在高溫650℃的機械性質測試是拉伸及衝擊試驗;並利用EPMA分析元素的分佈以探討偏析的特性。
    實驗結果顯示:(1)高矽球墨鑄鐵中添加鉬,會在晶胞間處偏析出含鉬的共晶碳化物,並在其外圍區域出現顆粒狀析出碳化物,該析出碳化物區域的鉬含量超過2wt%;(2) 高矽球墨鑄鐵的高溫抗拉強度隨鉬含量而增強,這應與肥粒鐵基底的鉬含量及晶胞間共晶碳化物的增加有關;(3)矽含量增加,會對肥粒鐵基底產生固溶強化的效果,提高材料的室溫硬度和抗拉強度,但也使之脆化;(4)共晶碳化物隨鉬含量增加而增多,並形成網狀結構,相對上其對室溫機械性質並不比矽來的顯著。


    In this research it is aimed to investigate the characteristics of the microstructures and mechanical properties of high silicon ductile irons with alloying molybdenum. The study was carried with adjusting the silicon and molybdenum contents during melting, then the casting of Y-blocks and machining the testing specimens for metallographic examination and testing of mechanical properties. Mechanical testing in room temperature included hardness, tensile and impact testing; mechanical testing in 650C high temperature included tensile and impact testing; The EPMA was used to analyze the elements distribution to study the mechanism of segregation.
    The results show that: (1) For high silicon ductile irons with molybdenum alloying, eutectic carbide containing molybdenum existed in the intercellular regions together with fine particles of carbide precipitated along its outer vicinity, those fine particles precipitated areas have a molybdenum concentration over 2.0wt.%; (2) The high temperature tensile strength of high silicon ductile irons increase with the increasing of molybdenum content, that strengthening effect could be attributed to the strengthening in the ferrite matrix from molybdenum and intercellular eutectic carbide ; (3) The solid-solution strengthening effect on the ferrite matrix by increasing of silicon content did increase the room temperature strength but impair its toughness; (4) The amount of intercellular eutectic carbide increased with the increasing of molybdenum content, and then tended to form network structure. Relatively, these intercellular eutectic carbides did not have strong effect on the mechanical properties in room temperature when comparing to the influence of silicon.

    目錄 中文摘要……………………………….……………………………………Ⅰ 英文摘要………………………………….………………………...………Ⅱ 誌謝…………………………………………………………………………Ⅲ 目錄…………………………………………….……………………………IV 圖表索引……………………………………………………………….…..VI 第一章 前言……………………………….………….…………………...1 第二章 原理與文獻探討……………………………….………………...2 2.1 合金元素對球墨鑄鐵的影響..………………………...….……...2 2.1.1 矽元素……………..……………..………...………...……..2 2.1.2 鉬元素……..……………………………………...…….....3 2.2 高矽及耐熱鑄鐵的研究………………......…...……………..……4 2.3 高溫拉伸試驗..………………………....……………..…...…........6 第三章 實驗方法……………………………..………….....…………...11 3.1 試驗流程與材料準備…………………..……………..….....……11 3.1.1 試驗流程……………..…………..………………………..11 3.1.2 試片製作………………………..…………..……..……..11 3.1.3 分光儀檢驗…………………………..…………..…...….11 3.2 機械性質試驗……………..……………..……………….…..…12 3.2.1 硬度試驗………………………..…..……………………12 3.2.2 拉伸試驗…………..…………..…..………………………12 3.2.3 衝擊試驗..…………………….……..…………...……….13 3.3 微觀組織分析…..……………………..……..………..…....…….13 3.3.1 金相觀察…..………………….……..………..…..………13 3.3.2 SEM觀察金相與破斷面…………….……..……......…….13 3.3.3 EPMA分析…..………..……………....………..……..…..14 第四章 結果與討論…..………..………..……………..…..…..…..……20 4.1 微觀組織分析…..………..………………………..…....….…..…20 4.1.1金相顯微組織觀察…..………………..………..……….…..20 4.1.2 拉伸破斷面特徵…..……………….………..……...…...…21 4.1.3 元素偏析分析…..………..………….…..………..………21 4.2 機械性質分析…..………..………………….……..…....……...…23 4.2.1 矽、鉬含量對硬度的影響………………..………....……23 4.2.2 矽、鉬含量對拉伸性質的影響.…………..…......….....…24 4.2.3 矽、鉬含量對衝擊韌性的影響……………..…....…...…..25 第五章 結論…..………..…………...…..……………….………….......…49 參考文獻…..………..………..…………..…………..…..………...….……50 作者簡介…..………..………..………..…………….…..……….….……..53

    參考文獻

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