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研究生: 高紹騏
Shao-Chi Kao
論文名稱: 錳鋁鋼之18R麻田散體相變化研究
The study of 18R martensitic transformation in Fe-Mn-Al steels
指導教授: 周賢鎧
Shyan-Kay Jou
鄭偉鈞
Wei-Chun Cheng
口試委員: 雷添壽
Tien-Shou Lei
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 材料科學與工程系
Department of Materials Science and Engineering
論文出版年: 2016
畢業學年度: 104
語文別: 中文
論文頁數: 117
中文關鍵詞: 錳鋁合金鋼雙相組織18R麻田散體針狀組織空乏區
外文關鍵詞: Fe-C-Mn-Al steel, dual-phase structure, 18R martensite, needle-free zones
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  • 鐵錳鋁合金鋼為學術界研發中的不鏽鋼,具有取代傳統鎳鉻系不鏽鋼的潛力,而相變化為研究錳鋁合金鋼的基礎。本論文則是研究成分為鐵-28.5錳-8.8鋁-0.098碳(wt.%)的合金A與鐵-19.6錳-7.7鋁-0.28碳的合金B內18R麻田散體相變化。合金鋼的熱處理條件為加熱至1350℃至1100℃的高溫,接著以水淬或是空冷方式冷卻。於1150℃以上高溫,經水淬處理後的肥粒體晶粒內皆有18R麻田散體的出現。而經空冷處理的肥粒體晶粒內則是出現魏德曼沃斯田體組織。
    當溫度介於1350℃至1200℃之間時,合金A為肥粒體的單相組織;經水淬處理後的肥粒體晶粒內皆有密集且粗大的18R麻田散體的出現;當溫度為1150℃,於雙相組織內的肥粒體晶粒內則出現少量的針狀18R麻田散體;於1100℃時,只觀察到肥粒體與沃斯田體的雙相組織,未發現18R麻田散體的存在,故推測18R麻田散體在錳鋁合金鋼內出現的下限溫度介於1150℃與1100℃之間。
    合金B於1100℃以上高溫皆為肥粒體與沃斯田體的雙相組織,經1150℃以上高溫水淬處理後,於晶粒尺寸大於臨界值的肥粒體晶粒內方有18R麻田散體的出現,且有18R針狀組織空乏區的分佈。


    Fe-C-Mn-Al steels with the potential to replace some Ni-Cr stainless steels have been studied for decades. Phase transformations are the basic requirement for the development of Fe-C-Mn-Al steels. We have studied the 18R martensitic phase transformations of steel A with the composition of Fe-0.098 C-28.5 Mn-8.8 Al and steel B Fe-0.28 C-19.6 Mn-7.7 Al in various heat treatments including heating to temperatures from 1350℃ to 1100℃ and cooling by water-quenching and/or air-cooling.
    Alloy A is composed of ferrite grains which are occupied by 18R martensitic plates after quenching from 1200℃ and/or above. At 1150℃, some 18R martensitic plates appear in ferrite with a dual-phase structure. No 18R martensite forms in the ferrite of the dual phases at 1100℃. So we confirm that the low temperature limit for the formation of 18R martensite of the steels locates at temperature between 1150℃ and 1100℃.
    Alloy B is composed of ferrite and austenite at temperatures above 1100℃. After water quenching at 1150℃ or above, the 18R martensitic plates appear in the ferrite grains with the grain size larger than the critical value. We have also observed the needle-free zones in the ferrite grains located nearby the austenite grains.

    第一章 簡 介 第二章 文獻回顧 2.1 擴散型相變化 2.2 非擴散型相變化 2.3 鐵錳鋁合金的相變化 第三章 實驗方法 3.1 合金鋼熔煉 3.2 鑄錠加工 3.3 試片熱處理 3.4 試片製備流程 3.5 分析儀器 第四章 結果與討論 4.1 合金A : 18R麻田散體相變化 4.2 合金B : 18R麻田散體相變化 第五章 結 論

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