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研究生: 林金山
Chin-Shan Lin
論文名稱: 鐵- 37錳- 10鋁合金之相變化研究
A study of phase transformations in a Fe-37Mn-10Al alloy
指導教授: 鄭偉鈞
Wei-Chun Cheng
口試委員: 王朝正
Chung-Jeng Wang
李志偉
Jyh-Wei Lee
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 79
中文關鍵詞: 沃斯田體、β-錳、α-錳及 D03K-S方向關係
外文關鍵詞: FCC、β-Mn、α-Mn及 D03, K-S orientation relationship
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本論文針對成分為Fe- 37 wt% Mn-9.9 wt% Al-0.03 wt% C的高錳含量鐵-錳-鋁合金的相變化情形作為研究方向。合金的熱處理方式為先經1300℃或1050℃高溫熱處理後,再經低溫的時效處理。當合金經上述之高溫熱處理後分析,合金於1300℃為BCC的單一相區域,而於1050℃為BCC+FCC的雙相組成區域。
合金經1300℃熱處理及低溫時效,發現有FCC、β-Mn、α-Mn及 D03相於BCC晶粒內出現。FCC相於所有溫度的時效處理均於BCC晶粒內析出成長,且此沃斯田體相以費德曼結構的析出方式於肥粒體相基地中出現,且析出成長時與BCC基地保持有K-S方向關係。β-Mn相存在的溫度範圍,上限介於900℃至800℃之間,而下限介於600℃至500℃之間。α-Mn及 D03是於500℃的時效處理條件,於BCC晶粒內被發現,α-Mn為立方晶,其晶格常數為BCC基地相的3倍,且與BCC晶粒有立方對立方的方向關係;D03則於殘留的BCC晶粒內,以整合型式地分佈於基地內。
合金經1050℃熱處理及低溫時效,於BCC晶粒內發現有FCC、β-Mn、α-Mn及D03相的析出;其中沃斯田體相以費德曼結構析出於肥粒體相基地中,且亦與基地具有K-S方向關係之析出成長。β-Mn相存在的上限溫度於900℃至800℃,而於500℃的時效亦發現其存在。α-Mn相存在的上限溫度介於600℃至500℃之間。D03於500℃時效,發現於BCC晶粒內以整合型式析出於基地內。


The Fe-Mn-Al alloy with compositions of Fe-37 wt% Mn-9.9 wt% Al-0.03 wt% C were studies throughout the quenching and aging process. After the specimens were heated at 1300℃ for 1/2 h and 1050℃ for 1 h, and then quenched in room temperature water, both alloys have a small amount of austenite distributed randomly along the ferrite grain boundary.
Transmission Electron Microscope (TEM), X-Ray Diffractometer (XRD) and Optical Microscope (OM) were used to make the qualitative analysis.
Performing the aging processes at low temperatures, after the solution heat treatment, we found FCC, β-Mn, α-Mn, and D03 phase precipitated in the BCC grains. After the aging processes at 900℃, we found K-S orientation relationship between the FCC precipitate and the BCC matrix. We found the temperature for the existence of β-Mn is between 900 and 600℃ and α-Mn precipitated below 600℃. Furthermore, we observed β-Mn and α-Mn can exist at 500℃. D03 was observed by the TEM study after aging at 500℃. The upper limit for the precipitation of the D03 phase is around 500℃.

第一章 前言 1 第二章 文獻回顧 5 2.1 析出相變化 5 2.2 有序化相變化 6 2.3 鐵-錳-鋁合金的相變化 8 2.3.1 費德曼組織相 9 2.3.2 β-Mn 10 2.3.3 α-Mn 11 2.3.4 D03 11 第三章 實驗方法 18 3.1 合金冶製 19 3.2 高溫熱處理 20 3.3 試片製作 20 3.4 分析設備與方法 21 第四章 結果與討論 26 4.1 1300℃熱處理及低溫時效 26 4.2 1050℃熱處理及低溫時效 30 第五章 結論 76 參考文獻 78

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