金相實驗顯微鏡常識-鑄鐵的凝固與砂模作用的影響

鑄鐵的凝固與砂模作用的影響

在模穴充滿鐵水后，鐵水會經歷液態相的冷卻及共晶凝固，這兩個階斷的
冷卻對鐵水或砂模的收縮或膨脹有相當的影響。

(1) 隨著熔湯溫度的下降，對亞共晶鑄鐵而言，由于初晶沃斯田鐵
的比容較小，金屬的容積會減少。
(2) 對過共晶鑄鐵而言，由于初晶石墨的比容較大，金屬的容積會增加。

鄰接鐵水的砂模由于受高溫的影響會產生腫脹，而隨著模砂結合劑種類的不
同，模穴的幾何形狀以及砂模的穩定性之不同，而產生不同的結果

球狀體或圓柱形鑄件，在較低模面硬度的模穴中凝固。
模穴受液態壓力頭的作用會增大直徑，這種情形在中、低模面硬度的濕砂模特
別明顯，會顯著地增加第一階模穴的擴大，在低模面硬度模穴，砂模第一階
段模穴擴大量大，受壓力頭和熔湯流動兩因素影響較為顯著，在高壓力的熔

湯和氧化性氣氛下，鐵水容易在第一階段模穴擴大時，即滲入砂顆粒間的空
隙，凝固時石墨的析出會使金屬透入的深度加大。
若是砂模的硬度高(包括高模面硬度的濕砂模，模壁足夠的厚，或使用化學
結合劑的砂模)第一階段的模穴擴大量很少或不會發生，反而是模砂(矽砂)受
熱后的膨脹形成模穴往內移，減少鑄件尺寸，因而在高模面硬度下，熔湯充滿模穴后，
第一階段模穴擴大量小，而灰口鑄鐵鑄件凝固時放出較高的熱量，矽砂受熱產生膨脹，
模穴顯著地往內縮小，鑄件容易產生金屬穿透的鑄疵