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Title

複合基層板之高溫鍛打研究

The Study of Thermal Forged Laminar Composites

Description

[[abstract]]本研究主要係針對S45C中碳鋼與JIS G3301軟鋼之複合層,在高溫下進行鎚鍛折疊後,其材料微結構的探討。此JIS S45C中碳鋼與JIS G3301軟鋼之複合是利用點銲的方式,施加於欲複合的夾層兩端,使其增加接合時的接觸面積。而後經升高溫度下,對此複合層表面施加鍛打折疊製程,使其層數分別達到三層、七層、十五層,最後觀察其內部微結構之變化。 結果發現若欲在高溫下複合兩不同材料,則必須同時使得兩材達到白熱融熔狀,而此溫度的控制必須極為小心,否則在經高溫鍛打時在試片周圍會有裂痕產生,複合層之流動也不會呈現規律的現象。 在晶粒方面,隨著鎚鍛次數及層數的增加,材料內部的晶粒會有明顯被細化的情形發生,但是施加於材料內部的加工量若累積到一定值時,原晶粒將被打扁變形,再結晶時,將形成數個不同晶粒,不同相的晶粒之間將會因為大量的不規則加工而被打斷分隔,且其結晶粒不易變大,雖然仍可得到極細微的晶粒結構,但是此片狀的型態已和原先的粒狀型態大不相同。 在內部金屬流動方面,在高溫下反複受鎚鍛力越不均勻的地方,即應變越高的地方,流動應力會越大,晶粒也會越細。而在經過複合七層以上時,整個複合金屬的邊緣折疊處會因為堆積過於嚴重而導致層與層之間相互扭曲糾結在一起,愈靠近試材表面的崁入層也會變得愈薄且呈雜亂無章狀。 在硬度方面,當剛開始的複合層數較少時,其材料的平均硬度也會比較低,但是隨著鎚鍛次數的逐漸增加,材料所受到加工量的影響會逐漸顯現出來,此時材料的硬度也會有大幅提升的一個情形發生。

[[abstract]]This research studies the microstructure of middle carbon steel, S45C, and mild steel, JISG 3301, composites after forging and folding at high temperature. In order to increase the connected area of the S45C and JISG 3301, I combine them by Spot welding the edges of the two materials. At last, observe the changes of the material’s microstructure were observed after forging and folding the semi-combined material to 3, 7 and 15 layers. In order to combine two different materials at high temperture, first, I make the two steels reach near fusing condition. If the temperture is not appropriate, the material will form crack around the side of the sample. And the distribution of combined layer will not good neither. When the forging times and layers increase, its grain structure will become finer. But if the forging times are too much, the original grain will become longer and thinner. When grain growth happen, it will form several grains. Different grain surface will apart because of large cold draw, and its grain won’t grow. Although it can become very fine grain structure, this condition is different from the original grain condition. In the condition of metal flow of flow , when the strain is high, the flow stress will become higher, then the grain will become finer. In the condition of hardness, the fewer the combined layers are, the lower the material’s hardness will be. But when the forging times increase, the material’s hardness will be lower. While the forging amount increase, the influences of forging will be revealed, and the hardness of the material will be higher.

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