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103年
機械常識、機械力學
第 33 題
一般灰鑄鐵中內含什麼物質，可以促進切削時之潤滑效果？
- A 石墨
- B 鋁
- C 矽
- D 硫
思路引導 VIP
請試著回想一下，有一種常見的文具材料，因為它的原子排列成層狀、層與層之間極易滑動，所以摸起來有種滑膩感，甚至常被當作鎖頭的乾式潤滑劑。如果這種物質大量散布在金屬內部，當刀具切過它時，會對摩擦力產生什麼樣的影響呢？
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太棒了！你能精準選出 (A) 石墨，代表你對鑄鐵的微觀組織及其對加工性能的影響有很清晰的認識。這是一個非常紮實且關鍵的基本功表現。
灰鑄鐵的微觀組織與切削特性
一般灰鑄鐵之所以稱為「灰」鑄鐵，是因為其斷面呈現灰色，這主要是因為其中的碳以片狀石墨 ($C$) 的形式存在。在機械加工（切削）過程中，這些散布在金屬基體中的石墨片會被刀具切開，而石墨本身具有層狀的分子構造，層與層之間的結合力極弱，因此能發揮「固體潤滑劑」的效果。這不僅有效降低了刀具與工件間的摩擦力，還能使切屑容易斷裂成碎屑狀，進而保護刀具並提升加工效率。
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灰鑄鐵與石墨潤滑
💡 灰鑄鐵內的片狀石墨可於切削時提供自我潤滑與斷屑作用。
| 比較維度 | 灰鑄鐵 (Gray Cast Iron) | VS | 白鑄鐵 (White Cast Iron) |
|---|---|---|---|
| 碳的存在形式 | 片狀石墨 (C) | — | 碳化鐵 (Fe3C) |
| 切削加工性 | 良好 (具自我潤滑) | — | 極差 (硬且脆) |
| 斷面顏色 | 灰色 | — | 銀白色 |
💬石墨的析出是灰鑄鐵具備優良加工性與潤滑性的關鍵。
