臺灣博碩士論文加值系統

本研究採用呋喃樹脂模來探討片狀石墨鑄鐵與球狀石墨鑄鐵之液態收縮、凝固收縮、固態收縮等三個階段之收縮量(Vol.%)，並針對冶金參數(FC150~FC350及FCD350-22~FCD800-2之化學成分)及鑄造參數(接種劑添加量、球化劑添加量及澆鑄溫度)，調查其對於收縮性之影響。

研究結果顯示，關於冶金參數方面：(1)片狀石墨鑄鐵FC150~FC350之液態收縮、凝固收縮及固態收縮階隨著CE值的減少而有上升的趨勢，其三個階段之收縮率分別為0.4~1.5Vol%(每100℃)、3.27~6.55Vol%、1.62~2.48Vol%。(2)球狀石墨鑄鐵FCD350-22~FCD800-2之液態收縮、凝固收縮及固態收縮隨著CE值減小亦有上升的趨勢，其三個階段之收縮率分別為1.12~1.56Vol%(每100℃)、0.82~4.63Vol
%、1.38~3.49Vol%。

關於鑄造參數方面：對於片狀石墨鑄鐵(FC350)而言:(1)隨著澆鑄溫度之升高(1300℃→1400℃) 液態收縮率會降低，但是對凝固及固態收縮率則無明顯之影響。(2) 接種劑添加量(0.1wt%、0.3wt%、0.5wt%)方面，凝固及固態收縮率以添加量0.3wt%時為較低，而對液態收縮率則沒有明顯之影響。

球狀石墨鑄鐵(FCD450-10)而言:(1)隨著澆鑄溫度升高(1300℃→1400℃)液態收縮率會降低，但是對凝固及固態收縮率則亦無明顯影響。(2)球化劑添加量(1.3wt%、1.5wt%、1.7wt%)增加時，因石墨析出膨脹能力增加，使得凝固及固態收縮率皆有明顯下降之趨勢，但對液態收縮率則沒有明顯之影響。(3)接種劑添加量(0.1wt%、0.3wt%、0.5wt%)以添加量0.3wt%時之凝固及固態收縮率為較低，而對液態收縮率則無明顯之影響。

The objective of this research is to investigate the shrinkage (Vol. %) of liquid contraction, solidification contraction, solid contraction of flake and spheroidal graphite cast iron. The effects of metallurgical parameters chemical composition of(FC150~FC350 and FCD350-22~FCD800-2) and casting parameters (addition amount of inoculants and nodularizer, pouring temperature) on the shrinkage had been studied in this research.

The results of this study indicate in two ways：
A.In the metallurgical parameters:
(1)The liquid contraction, solidification contraction and solid contraction are reduced with the increasement of CE value for the flake graphite cast iron. The contraction ranges are 0.4~1.5Vol%(100℃)、3.27~6.55Vol%、1.62~2.48Vol% respectively.(2) The trend of liquid contraction, solidification contraction and solid contraction of spheroidal graphite cast iron are the same as flake graphite cast iron. The contraction ranges are 1.12~1.56Vol%(100℃)、0.82~4.63Vol%、1.38~3.49Vol% respectively.

B. In the casting parameters：
Flake graphite cast iron(FC350): (1)The liquid contraction will decrease with the increasing of pouring temperature(1300℃→1400℃), but have no distinct effect on solidification contraction and solid contraction.(2)About the addition amount of inoculants(0.1wt%、0.3wt%、0.5wt%)，when the addition amount is 0.3wt% the solidification contraction and solid contraction are lowest, but has no distinct effect on liquid contraction.
About the spheroidal graphite cast iron(FCD450-10): (1) The liquid contraction will decrease with the increasing of pouring temperature(1300℃→1400℃), but have no distinct effect on solidification contraction and solid contraction.(2)When the addition amount of nodulant(1.3wt%、1.5wt%、1.7wt%) is increased, the expansion of graphite precipitation increases, leading to the decreasing of solidification contraction and solid contraction, but has no distinct effect on liquid contraction.(3) About the addition amount of inoculants(0.1wt%、0.3wt%、0.5wt%)，when the addition amount is 0.3wt% the solidification contraction and solid contraction are lowest, but has no distinct effect on liquid contraction.

目 錄 頁次
中文摘要…………………………………………………………… I
英文摘要…………………………………………………………… III
目錄 ……………………………………………………………… V
中文圖目錄………………………………………………………… IX
英文圖目錄………………………………………………………… XIII
中文表目錄………………………………………………………… XVll
英文表目錄………………………………………………………… XlX
第一章 緒論……………………………………………………… 1
1.1前言…………………………………………………………… 1
1.2文獻回顧……………………………………………………… 3
1.3研究目的……………………………………………………… 6
第二章 基本理論 ……………………………………………… 7
2.1鑄件缺陷—縮孔……………………………………………… 7
2.2尺寸精度……………………………………………………… 8
2.3澆鑄溫度……………………………………………………… 8
2.4 收縮三階段…………………………………………………… 8
2.4.1液態收縮 ………………………………………………… 9
2.4.2凝固收縮 ………………………………………………… 9
2.4.3固態收縮 ………………………………………………… 10
2.5球化處理……………………………………………………… 10
2.6接種處理……………………………………………………… 11
第三章 實驗設備與實驗方法………………………………… 12
3.1實驗流程……………………………………………………… 12
3.2實驗材料……………………………………………………… 12
3.2.1造模砂 …………………………………………………… 12
3.2.2鑄造模型 ………………………………………………… 12
3.3熔煉原料……………………………………………………… 15
3.4實驗條件……………………………………………………… 18
3.5實驗設備……………………………………………………… 19
3.5.1高週波感應熔解爐 ……………………………………… 19
3.5.2電子磅秤 ………………………………………………… 19
3.5.3紅外線放射溫度計……………………………………… 19
3.5.4其他實驗設備 …………………………………………… 19
3.6收縮率試驗方法……………………………………………… 20
3.6.1液態收縮率……………………………………………… 20
3.6.2凝固收縮率……………………………………………… 22
3.6.3固態收縮率……………………………………………… 23
3.7金相試驗……………………………………………………… 24
第四章 結果與討論…………………………………………… 26
4.1片狀石墨鑄鐵之液態、凝固及固態收縮…………………… 26
4.1.1液態收縮………………………………………………… 26
4.1.2凝固收縮………………………………………………… 29
4.1.3固態收縮………………………………………………… 34
4.2球狀石墨鑄鐵之液態、凝固及固態收縮…………………… 38
4.2.1液態收縮………………………………………………… 38
4.2.2凝固收縮………………………………………………… 41
4.2.3固態收縮………………………………………………… 46
4.3鑄造參數對於鑄件收縮性之影響…………………………… 51
4.3.1鑄造參數對於片狀石墨鑄鐵(FC350)各階段收縮性之影
響………………………………………………………… 51
4.3.1.1澆鑄溫度之影響…………………………………… 51
4.3.1.2接種劑添加量之影響……………………………… 56
4.3.2鑄造參數對於球狀石墨鑄鐵(FCD450-10)各階段收縮性之影
響………………………………………………………… 64
4.3.2.1澆鑄溫度之影響………………………………………… 64
4.3.2.2球化劑添加量之影響……………………………… 69
4.3.2.3接種劑添加量之影響……………………………… 76
第五章 結論……………………………………………………… 84
5.1冶金參數對於片狀及球狀石墨鑄鐵之液態、凝固及固態收縮
之影響……………………………………………………… 84
5.1.1片狀石墨鑄鐵……………………………………………… 84
5.1.2球狀石墨鑄鐵……………………………………………… 84
5.2鑄造參數對於片狀石墨鑄鐵(FC350)及球狀石墨鑄鐵 (FCD450-
10)之液態、凝固及固態收縮之影響………………………… 85
5.2.1片狀石墨鑄鐵(FC350) ………………………………… 85
5.2.2球狀石墨鑄鐵(FCD450-10) …………………………… 85
參考文獻…………………………………………………………… 88
誌謝 ……………………………………………………………… 93

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