臺灣博碩士論文加值系統

目前製作外周硬度高具耐磨耗而中心具韌性之冷硬滾子，以使用冷硬鑄造法最為快速而且最具競爭力，此類型鑄件稱之為冷硬鑄鐵滾子。
本研究於固定冷硬灰鑄鐵滾子尺寸(ψ70mm X L120)條件下，首先使用S45C材質不同尺寸(ψ87.5mm、ψ105mm、ψ140mm、ψ210mm)冷激塊，以及ψ140mm而不同材質(S45C、FC200、SKD61)冷激塊，在不同的合金元素（Cr、Ni）下進行澆鑄，以探討不同冷卻速度與合金元素對於冷硬灰鑄鐵滾子冷硬性質與金相顯微組織之影響。實驗結果顯示，添加合金元素Cr對硬度值的影響是1.2%Cr > 0.6%Cr > 0.3%Cr；添加合金元素Ni於不同尺寸但相同材質冷激塊時其對滾子硬度改變量的影響順序為5%Ni > 20%Ni > 2%Ni，冷激塊尺寸對於硬度值的影響是ψ210mm > ψ140mm > ψ105mm > 87.5mm。
冷激塊材質在添加合金元素Cr或Ni時其對硬度值有不同的影響。添加Cr時冷硬效果是FC200 > SKD61 > S45C；添加Ni時使用FC200冷激塊所得滾子從中心到外周硬度的差異最大。當添加0.3％Cr並使用S45Cψ105mm冷激塊時，滾子之冷硬深度佔直徑的6.17％，以及添加2％Ni並使用S45Cψ105mm和ψ140mm冷激塊時，滾子之冷硬深度佔直徑的14.06％和14.65％。以此三種條件製作之冷硬灰鑄鐵滾子，可滿足工業界對於冷硬灰鑄鐵滾子之實際需求。XRD分析添加Cr之冷硬灰鑄鐵滾子組織之結果顯示存在有(Cr,Fe)7C3、Cr7C3、Cr23C6三種碳化物。
本實驗同時利用金相顯微組織之影像解析以及XRD結果，對於冷硬灰鑄鐵滾子之冷硬性質進行相關分析與討論。

Using different methods to produce a roller with a good abrasive resistance at the surface layer and good toughness at the center portion , the chilled casting process is the best choice . This process is simple and production rate is high . Roller produced by this method is called chilled gray cast iron roller .
The objective of this study is to investigate the effect of alloy content (Cr,Ni) and cooling rate on the hardness of chilled gray cast iron roller (70mmXL120mm) . At first , The chilled gray cast iron roller was made by S45C chiller material but with different diameter . Then use different material ( S45C , SKD61 , FC200 ) of chiller with the same diameter (140mm) to cast the chilled gray cast iron roller .For alloying element Cr .the order of the hardness increase value of chilled gray cast iron roller for various alloy addition is that 1.2%Cr>0.6%Cr>0.3%Cr .For alloying element Ni . The order of hardness increase value of chilled gray cast iron is different in various diameter and material . The order of the hardness for various chiller diameter is that ψ210mm > ψ140mm > ψ105mm > 87.5mm .
The order of the hardness for various material of chiller is different with that add Cr or Ni.The order of hardness increase value of chilled gray cast iron roller for various material of chuller is that FC200>SKD61>S45C.When added Ni, The hardness value from center to surface is very different with chiller of FC200.
The percentage of chilled zone depth to roller diameter of 0.3%Cr gray cast iron roller with S45C,105mm chiller is 6.17%, and of 2% Ni gray cast iron roller with S45C ,105mm and 140mm chiller are 14.06% and 14.65%. The gray cast iron rollers make by these three conditions are satisfied in practical industry need.
The effect of microstructure image analysis and XRD results on the property ofchilled gray cast iron roller were also analysised and discussed .

目 錄
頁次
中文摘要 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．I
英文摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．II
目 錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅳ
圖目錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅶ
表目錄．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．Ⅹ
第一章 緒 論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1
1.1 前 言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1
1.2 文獻回顧．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
1.3 研究動機．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
第二章 基本理論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
2.1 合金元素對組織的影響．．．．．．．．．．．．．．．．5
2.2 碳化物的種類．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
第三章 實驗方法與實驗設備 ．．．．．．．．．．．．．10
3.1 實驗方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
3.1.1 實驗流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
3.1.2 冷激模尺寸與材質．．．．．．．．．．．．．．．．8
3.1.3 冷硬合金鑄鐵滾子之合金百分比 ．．．．．．．．．11
3.1.4 冷硬鑄鐵滾子之硬度與金相分析 ．．．．．．．．．11
3.1.5 金相顯微組織之電腦影像解析．．．．．．．．．．．12
3.2 實驗設備 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
3.2.2 硬度與金相儀器 ．．．．．．．．．．．．．．．．14
3.2.3 金相顯微組織之電腦影像解析軟硬體 ．．．．．．．15
3.2.4 金相組織之XRD分析．．．．．．．．．．．．．．16
第四章 實驗結果與討論．．．．．．．．．．．．．．．．16
4.1 合金元素Cr對於冷硬灰鑄鐵滾子硬度之影響 ．．．．．．16
4.1.1 合金元素Cr添加量與冷激塊尺寸對於冷硬灰鑄鐵滾子硬度之影響．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
4.1.2 合金元素Cr添加量與冷激塊材質對於冷硬灰鑄鐵滾子硬度之影響．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
4.2 合金元素Ni對於冷硬灰鑄鐵滾子硬度之影響 ．．．．．．34
4.2.1 合金元素Ni添加量與冷激塊尺寸對於冷硬灰鑄鐵滾子硬度之影響．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34
4.2.2 合金元素Ni添加量與冷激塊材質對於冷硬灰鑄鐵滾子硬度之影響．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42
4.3 冷激塊對於冷硬灰鑄鐵滾子硬度之影響 ．．．．．．．． 39
4.3.1 冷激塊尺寸與Cr添加量對於冷硬灰鑄鐵滾子硬度之影響．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49
4.3.2 冷激塊尺寸與Ni添加量對於冷硬灰鑄鐵滾子硬度之影響．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54
4.3.3 冷激塊材質與Cr、Ni添加量對於冷硬灰鑄鐵滾子硬度之影響．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58
4.4 冷硬灰鑄鐵滾子金相顯微組織之電腦影像解析．．．．．．63
4.4.1 合金元素Cr的影響．．．．．．．．．．．．．．．．63
4.4.2 合金元素Ni的影響．．．．．．．．．．．．．．．．60
4.4.3 影像解析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64
4.5 冷硬灰鑄鐵滾子之目標冷硬深度．．．．．．．．．．．．117
第五章 結 論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．126
5.1 合金元素對於冷硬灰鑄鐵滾子硬度之影響．．．．．．．126
5.2 冷激塊對於冷硬灰鑄鐵滾子硬度之影響．．．．．．．．128
5.3 冷硬灰鑄鐵滾子金相顯微組織之影像解析．．．．．．．129
參考文獻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．130

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