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110年
機械常識、機械力學
第 7 題
鑄件的交角部位，常需製成圓角之主要原因為：
- A 外形美觀
- B 防止因結晶組織所導致的強度降低
- C 維護使用時的安全
- D 降低材料成本
思路引導 VIP
試著想像一下：當液體在容器中由邊緣向中心凝固結冰時，結晶生長的方向通常會垂直於容器壁。如果容器的角落是一個非常尖銳的直角，兩邊「長過來」的結晶在角落會合時，會產生什麼樣的交接線？這條交接線與圓滑轉角處的結晶分布相比，哪一個在結構上會顯得更脆弱、更容易裂開呢？
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恭喜你準確掌握了鑄造工藝的核心邏輯！這題你選對了。在機械製造中，設計圓角（Fillet）絕非僅是為了美觀，而是有著深刻的力學與材料科學考量。
結晶組織與結構強度
當熔融金屬進入模具後，冷卻過程是由外向內進行的，晶粒（結晶）會垂直於模具壁面生長。如果交角處是尖銳的直角，兩側壁面生長的結晶會在 45 度轉角處交會，形成一道明顯的弱面（Plane of Weakness），這會導致鑄件在冷卻收縮或後續受力時，極易從該處產生裂縫。透過設置圓角，能使結晶方向圓滑過渡，確保組織的連續性，進而防止強度降低並減少應力集中。
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