博碩士論文 etd-0716102-175549 詳細資訊


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姓名 黃弘才(Hung-Tsai Huang) 電子郵件信箱 d8581548@yahoo.com.tw
畢業系所 機械工程學所(Graduate Institute of Mechanical Engineering)
畢業學位 碩士(Master) 畢業時期 90學年第2學期
論文名稱(中) 鋁系耐熱鑄鐵高溫抗拉強度與熱衝擊性質之研究
論文名稱(英) Study on High Temperature Tensile Strength and Thermal Shock Property of Aluminum-Based Heat Resistant Cast Iron
檔案
  • etd-0716102-175549.pdf
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    論文語文/頁數 中文/94
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    摘要(中) 本研究針對不同石墨型態(片狀、縮狀、球狀)及不同鋁添加量(2.5%、8%、20%)之鋁系耐熱鑄鐵,探討其在不同試驗溫度時之高溫抗拉強度與耐熱震性質。
    研究結果得知,鋁系耐熱鑄鐵之高溫抗拉強度整體而言,不同鋁添加量時在RT、673K、873K、1073k時之優劣順序皆為:2.5%Al>8%Al。而石墨型態對於高溫抗拉強度之影響無論在任何試驗溫度下,其優劣順序皆為:球狀石墨鑄鐵>縮狀石墨鑄鐵>片狀石墨鑄鐵。
    鋁系耐熱鑄鐵破斷熱震次數之耐熱震性整體而言,不同鋁添加量之優劣順序為:2.5%Al>8%Al。石墨型態對於耐熱震性能之優劣順序為:球狀石墨鑄鐵>縮狀石墨鑄鐵>片狀石墨鑄鐵。基地組織之耐熱震性能優劣順序則為:波來鐵基地>肥粒鐵基地。
    熱震試驗所造成的裂紋數目以石墨型態而言,裂紋數目之多寡順序為:片狀石墨鑄鐵>縮狀石墨鑄鐵>球狀石墨鑄鐵。
    利用耐熱鑄鐵之高溫強度品質指標(QHTSP)來評估鋁系耐熱鑄鐵之耐熱性質,結果顯示其準確性高,當可作為重要性的參考及依據。
    摘要(英) The objective of this study is to investigate the effects of various graphite morphologies ( flake , compacted/vermicular , spheroidal ) and aluminum contents on the high temperature tensile strength and thermal shock property at different test temperatures of aluminum-based heat resistant cast irons.
    According to the results of this study , the high temperature tensile strength of aluminum-based heat resistant cast irons with 2.5%Al is greater than with 8%Al at RT、673K、873K、1073K. The order of high temperature tensile strength for different graphite morphologies is spheroidal graphite cast iron>c / v graphite cast iron>flake graphite cast iron at any test temperature.
    As a whole , the thermal shock resistant property of aluminum-based heat resistant cast irons with 2.5%Al is better than with 8%Al. The order of thermal shock resistant property for different graphite morphologies is spheroidal graphite cast iron>c / v graphite cast iron>flake graphite cast iron. The order of thermal shock resistant property for the matrix structures is pearlite>ferrite. Moreover, the order of crack number after rupture for different graphite morphologies is flake graphite cast iron>c / v graphite cast iron>spheroidal graphite cast iron.
    Quality Index of High Temperature Strength Property(QHTSP) is used for evaluating the heat resistance of aluminum-based heat resistant cast iron in this study. Experimental results showed that QHTSP has high accuracy and can be used as important index and reference.
    關鍵字(中)
  • 鋁系耐熱鑄鐵
  • 高溫抗拉強度、耐熱震性、高溫強度品質指標(QHTSP)
  • 鋁含量
  • 石墨型態
  • 基地組織
  • 關鍵字(英)
  • Matrix structure
  • Aluminum-based heat resistant cast iron
  • Aluminum content
  • 論文目次 中文摘要••••••••••••••••••••••• I
    英文摘要••••••••••••••••••••••• II
    目 錄•••••••••••••••••••••••• IV
    圖目錄•••••••••••••••••••••••• VII
    表目錄•••••••••••••••••••••••• XVI
    第一章 緒論••••••••-••••••••••••• 1
    1.1前言••••••••••••••••••••• 1
    1.2文獻回顧••••••••••••••••••• 2
    1.3研究動機••••••••••••••••••• 6
    第二章 基本理論•••••••••••••••••• 8
    2.1 合金元素對鋁鑄鐵的影響••••••••••••• 8
    2.2 熱震••••••••••••••••••••••• 12
    2.3 熱震之相關理論•••••••••••••••• 14
    2.3.1 裂紋成長的情形••••••••••••••• 15
    第三章 實驗設備及實驗方法•••••••••••••• 17
    3.1 實驗流程••••••••••••••••••• 17
    3.2 實驗材料••••••••••••••••••• 17
    3.2.1 造模與澆鑄••••••••••••••• 17
    3.2.2 熔煉原料•••••••••••••••• 20
    3.3 實驗設備•••••••••••••••••••• 21
    3.3.1 高週波感應熔解爐•••••••••••••• 21
    3.3.2 熱處理爐•••••••••••••••• 21
    3.3.3電子磅秤••••••••••••••••• 21
    3.3.4 電腦控制動態材料試驗機•••••••••••• 21
    3.3.5 高溫試驗用加熱爐••••••••••••• 21
    3.3.6 高溫試驗用模具••••••••••••••••• 22
    3.3.7 其他實驗設備••••••••••••••••• 22
    3.4 實驗條件••••••••••••••••••• 25
    3.5 實驗方法•••••••••••••••••••• 28
    3.5.1 高溫拉伸試驗•••••••••••••••••••• 28
    3.5.2 耐熱震性•••••••••••••••• 31
    第四章 實驗結果與討論•••••••••••••••• 33
    4.1 鋁系耐熱鑄鐵之金相組織•••••••••••• 33
    4.1.1 低鋁系耐熱鑄鐵之金相組織•••••••• 33
    4.1.2 中鋁系耐熱鑄鐵之金相組織•••••••• 34
    4.1.3 高鋁系耐熱鑄鐵之金相組織•••••••• 35
    4.2 鋁系耐熱鑄鐵之高溫抗拉強度•••••••••• 40
    4.2.1 鋁含量對於高溫抗拉強度之影響•••••• 40
    4.2.2 石墨型態對於高溫抗拉強度之影響••••• 54
    4.2.3 基地組織對於高溫抗拉強度之影響••••• 57
    4.2.4鋁系與鉻鎳系耐熱鑄鐵高溫抗拉強度之比較•• 60
    4.3 鋁系耐熱鑄鐵之耐熱震性能••••••••••• 61
    4.3.1 鋁含量對於耐熱震性之影響•••••••••• 61
    4.3.2 石墨型態對於耐熱震性之影響•••••••• 64
    4.3.3 基地組織對於耐熱震性之影響••••••• 66
    4.3.4鋁系與鉻鎳系耐熱鑄鐵耐熱震性能之比較•• 68
    4.3.5 熱震與金相組織之關係•••••••••• 70
    4.3.6 耐熱震性能與裂紋成長之關係•••••••• 80
    第五章 鋁系耐熱鑄鐵之高溫強度品質指標與回歸分析 82
    5.1 高溫強度品質指標••••••••••••••• 82
    5.2 回歸分析••••••••••••••••••• 85
    第六章 結論••••••••••••••••••••• 86
    6.1 鋁系耐熱鑄鐵之金相組織•••••••••••• 86
    6.2 鋁系耐熱鑄鐵之高溫抗拉強度性質之歸納••••• 86
    6.3 鋁系耐熱鑄鐵之耐熱震性能••••••••••• 87
    6.4 鋁系耐熱鑄鐵之高溫強度品質指標•••••••• 88
    參考文獻••••••••••••••••••••••• 89
    謝誌•••••••••••••••••••••••••• 94
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    口試委員
  • 施登士 - 召集委員
  • 潘永寧 - 委員
  • 楊榮顯 - 指導教授
  • 口試日期 2002-06-01 繳交日期 2002-07-16

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