提升石墨球化率量測、評估的效率

何謂延性鑄鐵

「延性鑄鐵（FCD）」是一種將石墨（黑鉛）球化，以獲得優異機械特性的鑄鐵，又稱球狀石墨鑄鐵或球墨鑄鐵。
代表性的鑄鐵──灰鑄鐵（FC）與延性鑄鐵的差異包含灰鑄鐵內含的石墨為片狀，因此應力容易集中，導致脆度（韌性低的程度）高。另一方面，延性鑄鐵含有0.04%的Mg（鎂元素），以及各0.02%以上的Ce（鈰）與Ca（鈣），藉由結晶的球狀石墨實現了優異的耐磨性及韌度（韌性）等機械特性。
延性鑄鐵的主要用途包含自來水管道、下水道及瓦斯等的各種配管材料。也被廣泛用於汽車零件等需要講求韌性及耐磨性的用途上。

石墨球化率、圓度係數與機械特性

在像延性鑄鐵這樣的球狀石墨鑄鐵產品中，石墨分布的比例（石墨球化率）及石墨球狀的程度（圓度係數）將大幅影響其耐磨性、韌性、抗拉強度及延性等機械性質。
因此在延性鑄鐵的評估上，定量量測與評估石墨球化率及圓度係數是保證其品質與特性時非常重要的項目。

求得圓度係數的方式

如圖，設材料中觀察到的石墨最大直徑（長軸）為L、面積為S、以最大直徑為直徑之圓為D，則能將S的面積除以D的面積，求得用來評估石墨球化的「圓度係數（R）」。

也就是說，各項數值的關係如下。

統整這段內容，即可導出以下計算圓度係數的算式。

求得石墨球化率的方式

計算石墨球化率時會使用到經過工業規格標準化的圓度係數分類和尺寸參考編號。
以下介紹以ISO 945為基準的分類及規格，以及計算出球化率的方法。

以下基準參照ISO，惟適用規格可能修正。請務必同時確認最新的規格。

依據圓度係數判斷的類型

Ⅵ：

球狀石墨（spheroidal graphite）
圓度係數（R）：≧0.80

V：

些微不規則的球狀石墨（slightly irregular spheroidal graphite）
圓度係數（R）：0.60≦至<0.80

IV：

不規則的球狀石墨（irregular spheroidal graphite）
圓度係數（R）：0.45≦至<0.60

III：

蠕蟲狀（縮狀）石墨（vermicular [compacted] graphite）
圓度係數（R）：0.10≦至<0.45

I：

片狀石墨（lamellar [flake] graphite）
圓度係數（R）：<0.10

依據尺寸判斷的尺寸等級（size class）分類

尺寸等級	石墨的尺寸（mm）
1	≧1
2	0.5≦至<1
3	0.25≦至<0.5
4	0.12≦至<0.25
5	0.06≦至<0.12
6	0.03≦至<0.06
7	0.015≦至<0.03
8	<0.015

ISO不計入未達10 μm的石墨。

石墨球化率的計算方法

將尺寸達10 μm且圓度係數類型為「V」與「VI」的石墨面積除以尺寸達10 μm的石墨總面積，所得的值便為石墨球化率。
以下為求得球化率的算式與代入數值的說明。

AvI：

達最小尺寸（10 μm），且圓度係數類型為「VI」的石墨面積。

Av：

達最小尺寸，且圓度係數類型為「V」的石墨面積。

Aall：

達最小尺寸的石墨總面積。

石墨球化率的自動面積量測、計數

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