非鐵金屬材料

在Ti-6Al-4V等α+β型鈦合金中,從β轉變溫度以上冷卻,會成為板狀α成束的層狀組織;在β轉變溫度以下加工並退火,則成為含等軸α的組織。這2種組織性質的差異,下列何者正確?

  1. A層狀組織的延性與抵抗疲勞裂縫產生的能力較大,等軸組織的破壞韌性與抵抗疲勞裂縫成長的能力較大
  2. B等軸組織的延性與抵抗疲勞裂縫產生的能力較大,層狀組織的破壞韌性與抵抗疲勞裂縫成長的能力較大
  3. C兩者的差異只在晶粒方位的分布,抗拉強度、延性、破壞韌性與疲勞性質幾乎相同
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正確答案:B. 等軸組織的延性與抵抗疲勞裂縫產生的能力較大,層狀組織的破壞韌性與抵抗疲勞裂縫成長的能力較大

等軸組織(在β轉變溫度以下加工並再結晶的組織,或等軸α與層狀部分混合的雙峰組織)滑移長度短,變形均勻分散,因此延性大,疲勞裂縫不易產生。另一方面,從β轉變溫度以上冷卻的層狀組織中,裂縫沿著板狀α的束曲折前進,裂縫路徑變長,因此破壞韌性高,長裂縫的成長變慢。高溫的潛變強度也是層狀組織較優。把兩種性質對調的選項是錯誤的;組織形態的差異對機械性質影響很大,因此認為幾乎相同的選項也是錯誤的。依各構件所需的性質,以加工溫度與冷卻速度分別製作組織。

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