臺灣博碩士論文加值系統

本研究主要探討鎳鉻鉬合金鋼材 JIS-SNCM439藉由不同沃斯回火熱處理條件處理後材料的機、物性質變化，以期在最簡易的熱處理方法下得到材料在不同高溫環境下的機械性能變化，進而達到適才適用的要求，其結論如下：

一、構造用鎳鉻鉬合金鋼 JIS SNCM439 經三種沃斯回火熱處理後，可得到相當廣泛的機械性質，抗拉強度範圍 839 ~ 1,765 MPa，降伏強度範圍 671 ~ 1,408 MPa，伸長率範圍 9 ~ 28 %，硬度範圍 HB 235 ~ 491。
二、於控制沃斯回火時間、變異沃斯回火溫度時，可以得到較高的強度；於控制沃斯回火時間、增加二次沃斯回火製程並隨著溫度提高，可以得到較高的韌性；於控制沃斯回火溫度、變異沃斯回火時間時，所得到的強度及韌性則介於上述兩者之間。
三、經三種相異的沃斯回火熱處理條件下，金相組織主要皆呈現變韌鐵組織，並可見殘留沃斯田鐵組織與麻田散鐵組織的混和組織。
四、經SEM 試驗檢視三種相異的沃斯回火熱處理條件下拉伸試驗破斷面，隨著溫度的提升原劈(碎)裂痕跡逐漸減少，並出現韌窩現象也就是延性破裂的痕跡，此變化趨勢表示隨著溫度的提高，可以降低脆化提升韌性。
五、雖增加回火的溫度、時間及次數，可有效提升材質韌性及伸長率，但強度及硬度則隨之降低，且增加回火條件除了影響生產效率亦會影響生產成本，故應視最終使用的成品，擇其適當的熱處理條件。

This study mainly discusses the mechanical properties of the Ni-Cr-Mo structural alloy steel, JIS SNCM 439, by austempering and secondary tempering processes. In order to obtain the excellent high-temperature mechanical properties of these alloys for suitable working conditions, heat treatment can be carried on. The experimental results are as follows.

1.Nickel-chromium-molybdenum alloy steel JIS SNCM439 for construction has been subjected to three types of Voss tempering heat treatments, and a wide range of mechanical properties can be obtained. The resistance range is 839 ~ 1,765 MPa, the yield strength range is 671 ~ 1,408 MPa, and the elongation range is 9 ~ 28%, the hardness range is HB 235 ~ 491.
2.When controlling the Voss tempering time and varying the Voss tempering temperature, higher strength can be obtained; by controlling the Voss tempering time, increasing the secondary Voss tempering process and increasing the temperature, you can get higher strength. High toughness; when controlling the tempering temperature of Voss and tempering time of variant Voss, the obtained strength and toughness are between the above two.
3.Under three different Voss tempering hot spots, the metallographic structure mainly presents toughened iron tissues, and mixed tissues of residual aussian iron tissue and Asada scattered iron tissue can be seen.
4.The fracture surface of the tensile test under the condition of three different Voss tempering hot spots is examined by SEM test. With the increase of temperature, the original split (fragmentation) marks gradually decrease, and the ball and socket phenomenon, which is the mark of ductile fracture, appears. This trend indicates that as the temperature increases, embrittlement can be reduced and toughness can be improved.
5.Although increasing the tempering temperature, time and number of times can effectively improve the material's toughness and elongation, the strength and hardness will decrease accordingly, and increasing the tempering conditions will not only affect the production efficiency but also the production cost, so it should be considered as the final Select the appropriate heat treatment conditions for the finished product used.

摘要 i
Abstract iv
誌謝 vi
目錄 vii
表目錄 ix
圖目錄 x
第一章、緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 論文架構 4
第二章、文獻回顧 6
2.1 傳統熱處理 6
2.1.1 退火 6
2.1.2 淬火 6
2.1.3 回火 6
2.1.4 正常化 6
2.1.5 球狀化 7
2.2 沃斯回火熱處理 7
2.2.1 影響沃斯回火熱處理之因素 7
2.3 合金鋼熱處理與微結構 8
2.3.1 殘留沃斯田鐵 9
2.3.2 麻田散鐵 9
2.3.3 變韌鐵 9
第三章、實驗方法 12
3.1 試片母材與製備 12
3.2 沃斯田鐵化 13
3.2.1 不同回火溫度之沃斯回火熱處理 14
3.2.2 不同回火時間之沃斯回火熱處理 14
3.3.3 二次回火溫度之沃斯回火熱處理 15
3.3 拉伸試驗 16
3.4 維克式硬度試驗 16
3.5 微觀組織觀察 17
3.6 破斷面觀察 19
第四章、實驗結果 20
4.1 不同回火溫度對機械性質的影響 20
4.2 不同回火時間對機械性質的影響 28
4.3 二次回火溫度對機械性質的影響 35
第五章、結論 44
參考文獻 47
第六章、建議與未來展望 50

[1]Japanese Industrial Standards G4103-1979.
[2]余煥騰、陳適範、唐自標，民國八十八年一月，金屬熱處理學(上)，六合出版社，頁88。
[3]陳文照、曾春風、游信和，民國九十四年，科學與工程導論，台北，高立圖書有限公司，頁36-97，頁123-154，頁197-205，頁 326-355，頁 363-367，頁390-411。
[4] R. W. K. Homeycombe and H. K. D. H. Bhadeshia, 鋼顯微組織與性質, 2nd ed.,Elsevier Ltd., Kidlington, England, 2004, PP. 2-10, PP. 18-59, PP. 93-152.
[5]工業機器人之五大機械結構及關鍵零組件分析，網址https://dahetalk.com/2018/02/19/【圖解】工業機器人之五大機械結構及關鍵零組件/
[6] Eine geniale Erfindung – Harmonic Drive Getriebe, 網址https://www.konstruktionspraxis.vogel.de/umleitung-gal-399343/?p=10
[7]T65K2-GBBR使用說明書，網址http://gunsmith1216.pixnet.net/album/photo/122047374
[8] 涂孟寅，民國九十五年九月，JISSK5及JISS60C鋼之變韌鐵組織與其它組織的性質比較，國立台灣大學材料所博士論文，頁1-11。
[9] H.K.D.H Badeshia, bainite in steels, the Institue of Materials, London,1992,pp.2-69, p125.
[10] Youngblood, J. L. and Raghavan, M., “Correlation of Microstructure with Mechanical Properties of 300M Steel,” Metallurgical and Materials Transactions A, 1997 ,Vol. 8,No. 9, p.1439-1448.
[11]王文雄和李仲仁，民國七十四年，「熱處理對 4340 改良鋼之機械性質與顯微組織的影響」，材料科學，第 17 卷，第 2 期，第 53-67 頁。
[12]王文雄、王俊雄和童山，民國九十一年，「回火對 SAE4340 強韌鋼之顯微組織、機械性質及回火脆性的影響」，金屬熱處理，第 74 期，第 12-30 頁。
[13]涂夢寅、吳建廷、王文雄、邱方仁、陳煌泉和王錫欽，「熱處理對超高強度 Ni-Cr-Mo 耐磨鋼板的顯微組織及機械性質的影響」，金屬熱處理，第 89 期，第 44-56 頁。
[14]曾春風、郭央諶，民國九十九年，構造用鎳鉻鉬合金鋼 JIS-SNCM 439 熱處理之研究，技術學刊，第二十五卷，第二期。
[15] SNCM 439 TTT曲線圖，取自雙合鑫金屬工業股份有限公司，網址https://www.shs.net.tw/knowledge-6.html
[16]高解析掃描式電子顯微鏡ZEISS/SEM Supra 55，取自國立中山大學-材料與光電科學學系，網址https://moes.nsysu.edu.tw/p/412-1206-16821.php?Lang=zh-tw
[17]吳滄欽，民國九十二年，沃斯回火球墨鑄鐵相變態與機械性質之研究，國立中央大學機械工程所博士論文。
[18]林娟寧，民國九十四年，製程條件對無合金沃斯回火鐵-碳-矽材料顯微組織與機械性質之影響，私立義守大學材料科學與工程學碩士班論文。
[19]邊泊乾，劉金海，徐獻義，李國祿，民國九十六年，等温淬火工藝對ADI中残余沃斯年鐵的影響。
[20]王彥華，民國九十六年，等温淬火工藝對鑄件組織和性能的影響。
[21]丁泰安，民國七十八年，沃斯回火球墨鑄鐵之高溫拉伸特性研究，國立成功大學礦冶及材料科學研究所碩士論文。
[22]Susil K. Putatunda, Influence of Two-Step Austempering Process on the Fracture Toughness of a Low Carbon Low Alloy (LCLA) Steel, 2012.
[23]廖宏彬，民國九十三年，兩階段沃斯田鐵化ADI機械性質之研究，國立臺灣科技大學機械工程系研究所碩士論文。
[24]陳貞光、蔡睿紳、陳碧亭、郭金國，民國一百年，雙相區沃斯回火球墨鑄鐵處理之韌性研究，技術期刊。