熱處理與金屬材料

以三選一題型學習TTT與CCT圖、麻田散鐵、淬火與回火、析出硬化、固溶強化、霍爾-佩奇關係,以及鋼鐵與鋁合金的基礎。

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擴散係數與擴散距離 →

熱處理與金屬材料的重點

鋼的熱處理是依沃斯田鐵冷卻速度的不同,製造出不同顯微組織的技術。冷卻速度若快於TTT圖或CCT圖的鼻部,就會經由不伴隨擴散的剪切型相變態生成麻田散鐵。又硬又脆的麻田散鐵要經回火恢復韌性後才使用。合金元素會使鼻部往長時間側移動,提高硬化能。

強化金屬的方法有固溶強化、加工硬化、晶粒細化(霍爾-佩奇關係)與析出硬化。像Al-Cu合金那樣,以固溶處理、急冷與時效生成微細的析出物,可以大幅強化;但時效過久會因過時效而軟化。要掌握哪種強化方法用於哪種合金。

熱處理與金屬材料的題目列表(12題)

  1. 關於鋼的麻田散鐵變態的敘述,下列何者正確?
  2. TTT圖(恆溫變態圖)與CCT圖(連續冷卻變態圖)的差異,下列何者正確?
  3. 在鋼中添加Mn、Cr、Mo等合金元素可提高硬化能。其理由下列何者正確?
  4. 對淬火後的鋼進行回火的主要目的為下列何者?
  5. 某鋼的降伏應力遵循霍爾-佩奇關係 σy = σ₀ + k/√d,σ₀ = 70 MPa,k = 0.74 MPa·√m。平均晶粒尺寸 d = 25 µm 時的降伏應力最接近下列何者?
  6. 某金屬的降伏應力在平均晶粒尺寸100 µm時為150 MPa,25 µm時為250 MPa。若遵循霍爾-佩奇關係 σy = σ₀ + k/√d,晶粒尺寸4 µm時的降伏應力最接近下列何者?
  7. Al-Cu合金(杜拉鋁系)析出硬化處理的步驟,下列何者正確?
  8. 下列鋁合金中,無法以析出硬化的熱處理強化(非熱處理型)的是何者?
  9. 關於置換型固溶強化的敘述,下列何者正確?
  10. 將直徑10.0 mm的銅線抽拉成直徑8.0 mm。冷加工度(斷面縮減率)為下列何者?
  11. 關於將冷加工金屬加熱時的再結晶,下列敘述何者正確?
  12. 某鋁合金在190℃時效時,經10小時達到最高硬度。若時效速率遵循活化能120 kJ/mol的阿瑞尼斯式,在160℃達到最高硬度所需的時間最接近下列何者?R = 8.314 J/(mol·K)。

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