非鐵金屬材料

Ni基合金的718合金(Ni-Cr-Fe系,含Nb約5%)廣泛用於噴射引擎的輪盤等零件。關於此合金的強化與特徵,下列說明何者正確?

  1. A主要以L1₂型的γ'(Ni₃Al)強化,析出快,因此焊接後熱處理時容易產生應變時效裂縫,但超過1000℃也能保持強度
  2. B不含析出物的固溶強化型合金,強度低但耐蝕性優異,因此主要用於化學工廠的配管
  3. C主要以體心正方晶的γ''(Ni₃Nb)強化,析出慢,因此焊接後不易破裂,但在超過約650℃下長期使用會變為δ相而軟化
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正確答案:C. 主要以體心正方晶的γ''(Ni₃Nb)強化,析出慢,因此焊接後不易破裂,但在超過約650℃下長期使用會變為δ相而軟化

在718合金中,Nb以體心正方晶的有序相γ''(Ni₃Nb)與母相整合析出,與少量的γ'一起負責強化。γ''的析出比γ'緩慢,因此在焊接後時效加熱時,析出造成的收縮與殘留應力重疊而發生的應變時效裂縫不易產生,適合以焊接組裝的零件。另一方面,γ''是介穩相,在超過約650℃下長期使用會粗化,變為穩定的斜方晶δ相(Ni₃Nb),強度下降。在超過1000℃的溫度下使用的,是含大量γ'的單晶葉片等合金。718合金是析出強化型的高強度合金,因此認為是固溶強化型的選項也是錯誤的。

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