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研究生:陳國政
研究生(外文):CHEN,KUO-CHENG
論文名稱:以極值統計法分析加鋁軸承鋼介在物及其與疲勞壽命關係之研究
論文名稱(外文):Study on Analysis of the Relationship Between Nonmetallic Inclusion and Fatigue Life of Aluminum-added Bearing Steel by Statistics of Extreme Values
指導教授:鐘鶴崋徐金全徐金全引用關係
指導教授(外文):Ho-Hua ChungHus-Chuan Hsu
口試委員:蔡大和鐘鶴崋徐金全
口試委員(外文):Tsai-Da HeHo-Hua ChungHus-Chuan Hsu
口試日期:2013-06-28
學位類別:碩士
校院名稱:高苑科技大學
系所名稱:機械與自動化工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:112
中文關鍵詞:介在物軸承鋼極值統計鋁含量
外文關鍵詞:InclusionBearing steelStatistics of Extreme ValuesAluminum content
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本研究以極值統計方法(SEV)探討鋁含量對軸承鋼介在物及疲勞壽命之影響,分別使用電子顯微鏡(SEM)與能量分散光譜儀(EDS)來量測介在物尺寸與鑑別介在物類型。實驗結果顯示,不同鋁含量軸承鋼之硫化物/硫氧化物介在物尺寸差異不大,故對疲勞壽命之影響甚小。氧化物/氮化物介在物尺寸若小於10μm,其類型屬於單顆粒;尺寸介於10~50μm,屬於分散細長型;若尺寸超過50μm,則為群聚分佈型。由SEV預測得知,合金之氧化物/氮化物介在物尺寸與疲勞壽命成反比關係,且當尺寸增大為5倍時,其疲勞壽命則降為1/3。此外,以ASTM-E45 A法之D類清淨度當量評估,合金之疲勞壽命與D類清淨度當量成反比,與各合金SEV統計分析結果對疲勞壽命之影響趨勢,相當一致。
The influence of aluminum content on the inclusion and fatigue life of bearing steel has been analyzed by statistics of extreme values (SEV) in this study. The maximum size and types of nonmetallic inclusion are measured and identified by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectrometer (EDS) respectively.
The results show that the sulfid/oxysulfide size almost keeps unchanged for all alloys. In other words, the fatigue lives of alloys are independent of aluminum content in alloys. If the size of oxide/nitride is less than 10μm, the inclusions would be single particles and they would be stripes when their size are between 10μm and 50μm, but they would become dispersive particles when their size are large than 50μm.
From SEV prediction, the oxide/nitride size is inverse proportional of to the fatigue life of alloys, and if there is a fourfold increase in inclusion size, the fatigue life of alloys drops to one third. In addition, the appraisal of ASTM(E-45)-A standard shows, that the fatigue life of alloys is also inverse proportional to the D type cleanliness equivalent, this result coincides with that of SEV.

摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 X
數學符號 XI
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究方向 2
1.3 本文架構 3
第二章 文獻回顧 4
2.1 爐外精煉 4
2.2 軸承鋼 6
2.3 非金屬介在物 8
2.4 ASTM(E45)A法 10
2.5 極值統計分析 13
2.6 疲勞壽命及破壞起源 15
第三章 實驗方法與程序 17
3.1 實驗材料 17
3.2 實驗設備 17
3.2.1 研磨拋光機 18
3.2.2 光學顯微鏡 18
3.2.3 掃瞄式電子顯微鏡 19
3.2.4 X-光能量散佈光譜儀 20
3.3 實驗方法 20
3.4 實驗步驟 21
3.4.1 極值統計分析 21
3.4.2 ASTM(E-45)A法 25
3.4.3 疲勞壽命試驗 27
3.4.4 疲勞壽命的計算與分析 27
第四章 結果與討論 29
4.1 介在物類型與顯微形態 29
4.1.1 介在物Rank圖 29
4.1.2 前三大介在物顯微形態 41
4.2 介在物極值統計分析 53
4.2.1 硫化物及硫氧化物極值統計分析 53
4.2.2 氧化物及氮化物極值統計分析 57
4.3 合金疲勞壽命與介在物關係 59
4.4 介在物之ASTM(E-45)A法等級判定 61
第五章 結論 63
附錄 67
附錄A 67
附錄B 75
附錄C 105
附錄D 110

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