里歐班的同學们:
吳老師將一小塊(10X10 x50 mm)高鉻冷模鋼SKD 11 ( 1.50%C, 12% Cr, 1%V, 1%Mo)置入一CE測杯的的鐵水內--FCD 450 (3.90%C, 2.00%Si), 用此結果解釋一些金屬凝固與擴散的現象:
鐵水碰到冷鋼塊之瞬間所受冷激作用(chill effect)極大, 其過冷度極大(但尚未大到生白口的程度), 石墨凝核數目極多, 因而所生石墨顆粒很小(位置 3). 石墨顆粒很小, 間距也小, 結果是波來鐵不易存在. 這個因果關係很重要 ,請務必牢記於心. 這解釋了為何空心曲柄軸配重那麼厚(50mm), 硬度(波來鐵%)夠, 中空軸部位(8 mm厚)反而硬度(波來鐵%)不夠. (顛覆了大家傳統的認知). 此冷卻速度對應到冷激試片上 D 位置的冷卻速度. 這一點弄懂, 你的功力就可往上進一級.
由位置3往4 逐漸遠離冷鋼塊, 鐵水的過冷度逐漸變小, 因此石墨顆粒變大, 波來鐵就有機會在它們的周圍殘存下來. 位置2為緊鄰鋼塊的地方 此處(約0.08mm厚)因Cr自高鉻(12%Cr)鋼塊擴散出來 所以全部是波來鐵. 標示0-0這一段是一層氧化膜, 它 阻礙了 兩邊原子的擴散, 所以這一線段(往右很長的據距離)兩邊都無擴散現象
待續 To be continued.
50x
100X
100X
500X
上面照片: 位置2鐵水的碳也會往鋼內擴散使鋼極表面碳濃度提高到>3%多 所以鋼極表面碳化物(白色團塊)那麼多.
下面照片: 此角自鋼熔出較多Cr, 使得鐵水凝固時生出粒滴斑鐵(綠色箭頭所指) 鄰近的波來鐵%也明顯增加
下:S20C鋼片與FCD接合情形. X 附近因氧化膜的阻絕 鑄鐵水的碳原子無法擴散入鋼內
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