縮墨鑄鐵以及灰鑄鐵機械結(jié)構(gòu)檢測光學顯微鏡
尋求制造縮墨鑄鐵之迅捷方法,及探討縮墨鑄鐵之金
相機械性質(zhì),以提供制造者確實可行之途徑,并對這種嶄新的材料,有一正確之認識
,使從事機械設計者,能對其加以運用。實驗中所研討的變數(shù),包括有合金添加劑及
其用量、接種、傾注溫度、鑄件厚度、冷激傾向以及鑄件中殘留化學成份之影響等。
實驗中制造縮墨鑄鐵所采用的方法有:
1.不足量球化劑法:乃是以三種合金球化劑作為添加劑。
2.稀土元素法:包括使用稀土矽化物及密鈰合金兩種添加劑,并施以
Fe - Si或Ca - Si作接種處理。各爐次試驗溫度范圍在1400℃ 1500℃之間,并作
不同傾注溫度之試驗,以求得知其對金相組織及機械性質(zhì)的影響。
實驗結(jié)果顯示,以兩種球化劑KC5 Mg及KC-L7,添加量為0.5 0.7 wt. %,KC8 MG添
加量在0.3 0.5 wt.%時,于最佳情況下,可制得80%縮墨及20%球墨組織的鑄鐵。
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. %接種處
理,可制得100 %縮墨鑄鐵。然而若稀土矽化物添加量在0.4 wt. %而以Fe Si作接
種處理時,則有產(chǎn)生灰鑄鐵之傾向。實驗中并得證在1400℃ 1500℃的傾注溫度是適
合縮墨鑄鐵的制造。
至于鑄件厚度的影響,
薄件(0.75英吋以下)較易產(chǎn)生冷激傾向,尤其是用密鈰合金處理者,
皆有碳化物(雪明碳鐵)的產(chǎn)生。然而當鑄件厚度超過1英吋時,
鑄鐵的顯微鏡下觀察顯微組織顯然已無多大變化。實驗結(jié)果指出1英吋以上的鑄件厚度均可得大致
相同的縮墨鑄鐵組織。
由化學分析顯示,以不足量球化劑處理者,其化學成份,殘留鎂(Mg)含量在0.013
0.025 wt. %,殘留鈰(Ce)含量在0.01 0.015 wt. %之間,可制得縮墨組織。
而以稀土矽化物或是用密鈰合金作為添加劑。并施以接種處理者,其殘留化學成份,
(Ce)在0.02 0.050 wt. %之間亦制得優(yōu)良之縮墨鑄鐵。
由本實驗所得之縮墨鑄鐵的機械性質(zhì)可綜合如下:
抗拉強度:300 385MPa (47.5 56.6KSi)
延伸率:4 8%
硬度:120 150 Bhn
沖擊值:6.6 7.4 Joules (4.6 5.5 ft - 1bf)
上述機械性質(zhì),顯示縮墨鑄鐵介于灰鑄鐵(片狀石墨)與延性鑄鐵(球狀石墨)兩者
之間,甚且由其冶金性質(zhì)與破壞現(xiàn)象,亦顯示出縮墨鑄鐵是介于上述兩者之間。