探討沃斯田鐵晶粒尺寸及冷卻速率對SM570鋼的針狀肥粒鐵形成之影響

Abstract

近年來現代建設朝高層化、大跨距發展，因此需要高強度與高厚度的結構鋼板。此外，在接合過程中為了提高銲接效率，必須在銲接時，導入大量的熱量，但高入熱量銲接熱影響區會導致晶粒粗大，鋼中晶粒粗大是造成韌性及強度下降的主要原因，透過介在物與基底微結構的改質，可提升鋼鐵其強度及韌性。 利用介在物增加熱影響區(HAZ)鋼鐵的韌性，主要有兩個方式:1 抑制沃斯田鐵晶粒成長，2 促進晶內(針狀)肥粒鐵的形成。第一在鋼中控制介在物的尺寸及數量，在高溫銲接過程中，沃斯田鐵晶粒成長，介在物會限制晶界移動，達到晶粒細化的效果。第二針狀肥粒鐵可在介在物異質成核成長，在晶中形成針狀肥粒鐵，達到晶內細化的效果，來提升鋼鐵中韌性及強度。 本研究實驗主軸分為兩部分，其一藉由模擬銲接過程的熱影響區，計算出沃斯田鐵晶粒尺寸與時間之關係，其二模擬不同冷卻速率，來觀測針狀肥粒鐵微結構及計算析出的比例。 取熱處理後試片以OM做微結構初步觀察，以場發射式SEM-EDS做介在物成分分析，搭配Electron Back Scattering Diffraction (EBSD)與OIM軟體中的KAM數值分析針狀肥粒鐵差排密度與IQ(Image quality)計算針狀肥粒鐵相比例。 實驗結果，熱處理條件為T1400-A與T1200-A的兩種試片的針狀肥粒鐵體積分率分別為26%與17%。T1400沃斯田鐵晶粒尺寸為105μm，T1200為26μm。綜合上述，沃斯田鐵晶粒尺寸增加，針狀肥粒鐵的生成也會增加。使用EBSD技術做Kernel average misorientation 數值分析，針狀肥粒鐵為0 35，肥粒鐵為0 2;並做介面間匹配度鑑定，結果顯示含Al及Si的介在物與針狀肥粒鐵間為不連續整合介面。

Date of Award	2014 Aug 13
Original language	Chinese
Supervisor	Jui-Chao Kuo (Supervisor)