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Title

微量合金法添加硼或碳對鎳-19 矽-3 鈮基介金屬合金微結構及機械行為之研究

A Study on the Microstructure Evolution and Mechanical Behaviors of the Ni-19Si-3Nb Based Intermetallic Alloys Doped with Boron or Carbon by using Microalloying Methods

Description

[[abstract]]鎳- 矽介金屬合金為一種耐中、高溫及耐特殊酸腐蝕的材料,但由於該等合金的常 溫延性及熱加工性相當差; 以致應用受到限制。近來,各實驗已先後驗證該等合金 之常溫脆性,係因其脆弱之晶界結合性導致脆化而造成沿晶破裂; 若能有效改善其 晶界結合強度,即可大幅提昇延性,突破該合金應用限制。 本實驗的目的,係延續先前實驗[7] 提出之結果,再以鎳- 19矽- 3 鈮(Ni-19Si-3 Nb) 基介金屬合金,應用微量合金法( 次元素添加量約<600p.p.m.) 及化學計量添 加微量的硼或碳元素,在氫氣氣氛下,以電弧熔解、墜落鑄造法等製作鑄棒胚料; 再以真空退火爐,進行鑄棒均質化處理後取樣上成份分析驗證; 並藉由拉伸試驗、 破斷面觀察及微硬度量測等,來判斷其機械行為變化; 以獲得改善該基合金材料延 、韌性的最佳微量合金硼或碳元素之添加值; 本實驗驗證上述合金具a(Ni),B(Ni3 Si) ,及析出物r(Nb3Ni2Si) 等三個主要相,並提出此實驗中,該基合金在添加0. 2 at.%的研或0.15at.%的碳時,可顯示較佳之機性,其延率可由原3.45% 提昇至2- 3 倍,而極限拉伸應力(UTS) 亦由原550Mpa增加40% 至60% 。由於微量之硼或碳元 素偏析結果,造成析出物形態、晶界應變能、結合度及差排滑移難易度改變,使該 基合金之微觀由原呈易脆性劈裂的條片狀析出物,轉變為純化、粒狀析出散佈或基 地細化等較具延性或強度之微結構; 並證實微量合金法中,對於該基合金機械行為 ,以添加硼元素較碳元素更具有明顯之改善效果。