麻時效鋼 Custom 475 之相變態與晶體學研究

Abstract

" 本研究旨在探討低碳麻時效鋼 Custom 475 的相變態與晶體學性質。為了揭露其原沃斯田鐵於高溫時之結構，本研究開發出一全新的演算法「Gamma OR 1.0」來針對母相相位重構運算。該重構方法由三個步驟所組成：(1) 方位關係精煉 (2) 方位整併 (3) 區域投票。此程式可藉由讀取電子背向繞射的原始資料來決定出最有可能的高精度母相方位，而其重構結果則藉由包含有殘留沃斯田鐵的原始資料來驗證。藉著適當選擇用於母相相位重構的參數，亦可達到低誤判率與更好的計算效率。本演算法已與商用的電子背向繞射資料分析軟體做整併，並將於近期上市發佈。 然而，Gamma OR 1.0在形變後的沃斯田鐵數據之運算結果並不理想。為了進一步研究熱壓後的Custom 475 之母相資訊，「Gamma OR 2.0」因而被發展出來。與1.0版本不同的是，此新演算法藉著邊界投票的方式來強化麻田散鐵的次條束塊(sub-block)邊界上之計算靈敏度。從結果可展現出熱壓過程中再結晶沃斯田鐵與雙晶介面崩塌的資訊。除此之外，2.0版本也在雙晶晶界上有更好的重購品質。總的來說，Gamma OR 2.0 可以在更通用的情況下提供更全面的重構結果。 接著，本研究探討在不同原沃斯田鐵晶粒大小與不同形變量的影響下，其變體選擇現象的差異。結果顯示，原沃斯田鐵的晶粒尺寸對方位關係並沒有影響。而當原沃斯田鐵的晶粒尺寸足夠小(＜10 微米)或是施加足夠大的應變(～50%)時，僅有較少的包束(packet)會產生。至於次條束塊的分布，當原沃斯田鐵晶粒尺寸很小時，僅有一組雙晶類的次條束塊傾向於在同一個包束中生成藉以調適應變。相對的，當原沃斯田鐵晶粒被施加很大的形變後，同一組Bain方位的次條束塊會佔主要地位，這是由於滑移平面做為成核點使特定變體的麻田散鐵相變態。 此外，本研究亦討論Custom 475中的析出物演化過程。結果顯示在熱處理溫度520度且持續4小時的時效條件下，可達到時效峰值600HV。兩種主要的析出物分別為B2相與R相結構。其中，最佳強度的條件是發生在小尺寸(2至5奈米)的B2相與中尺寸(10至20奈米)的R相之組合。更高的時效溫度將會導致沃斯田鐵逆相變及析出物粗化，使硬度降低。而在時效處理前施加熱壓製程的狀況下，高密度的差排則會作為擴散途徑使析出物粗大。另外，本研究亦檢定出R相與麻田散鐵的方位關係為(1 4 -5 0)_R//(1 -1 0)_BCC ,[0001]_R//[111]_BCC。且8個不同方位之變體可在R相自體心立方相中析出時所產生。 "