Page 195 - 捷運工程叢書 精進版 － 12 捷運工程多條隧道鄰近堆疊施工實務

第五章 松山線 CG590A 區段標潛盾近接隧道

第三節 球狀石墨鑄鐵環片簡介

5.3.1 球墨鑄鐵材料特性

1947 年英國 H. Morrogh 發現，在過共晶灰口鑄鐵中附加鈰（Ce），使其含量在 0.02wt%
以上時，石墨呈球狀。1948 年美國 A. P. Ganganebin 等人研究指出，在鑄鐵中添加鎂（Mg），
隨後用硅鐵孕育，當殘餘鎂量大於 0.04wt% 時，得到球狀石墨。從此以後，球墨鑄鐵開始了

大規模工業生產。
球墨鑄鐵（Spherical Graphite Cast Iron）亦稱為延性鑄鐵（Ductile Cast Iron），此係在鑄

鐵水中加入Ni-Mg、Fe-Si-Mg、Ca-Mg-Si、Si-Mg等合金作為球化劑，使石墨形成球狀而得名。
球墨鑄鐵的顯微鏡組織可分為球狀石墨以及肥粒鐵與波來鐵基體，如圖 5-3-1 所示。球狀石
墨周圍呈白色部分為肥粒鐵，黑色部分為波來鐵，此種組織又稱為牛眼組織。有關球墨鑄鐵

與結構鋼材之物理性質比較詳如表 5-3-1 所示。
鑄鐵中因石墨呈球狀，對基體的破壞作用小，基體強度利用率可達 70% 至 90%，並可

通過熱處理充分發揮基體的性能潛力。此種碳的球狀微觀結構使球墨鑄鐵比一般鑄鐵具有更
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加優異的機械性能，如抗拉強度最高可達 1,600 N/mm ，延展率可達 25%。此外，球墨鑄鐵
亦具有更佳之延展性和抗衝擊性，使其兼具了鋼材的高強度、高韌性以及鑄鐵本身優異的高

電流阻抗性及耐腐蝕性等特性。針對潛盾隧道環片所使用之球墨鑄鐵，其材質等級將參考日
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本經驗採用 CNS FCD500-7 規定：極限抗拉強度為 500 N/mm 以上、降伏強度為 320 N/mm 2
以上、伸長率達 7% 以上、勃氏硬度（Brinell）達 150 ～ 230HB 及石墨球化率達 80% 以上等。

此外，鑄鐵在大氣及海水中的腐蝕速率分較鋼鐵及低碳鋼為低。針對埋設在地下的鑄鐵管線
而言，其腐蝕速率極低，約為0.05 mm/yr以下，其抗腐蝕能力遠優於一般鋼鐵材料10倍以上。
另由表 5-3-1 中顯示球墨鑄鐵之電阻約高於結構鋼 5 倍，即球墨鑄鐵材料本身亦具有優良之

抗電蝕能力。

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