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Al-Cr-Fe-Ni-Ti高熵合金之開發研究

為了解決ss400降伏強度mpa的問題，作者林致維 這樣論述：

　　由於Al-Co-Cr-Fe-Ni系統中的Ni22高熵合金Al5Co23Cr32Fe18Ni22有優異的耐腐蝕性能，且經細晶強化後有不錯的強度及延性表現。本研究乃以Ni22高熵合金為基礎，進一步降低成本並開發綜合性能更好的Al-Cr-Fe-Ni-Ti非等莫耳高熵合金。　　首先，根據Ni22高熵合金設計出CT6、NT9與NT6合金。經1100 ℃均質化處理6 h水淬後，CT6合金為FCC+γ’ (Ni3Al)+BCC+Heusler (AlNi2Ti)相；NT9合金為FCC+γ’+Heusler相；而NT6合金幾乎呈現FCC+γ’相，僅含有少量Heusler相。　　CT6、NT9與NT6合金

時效後因為σ相的析出，具有優異的硬化能力，且耐過時效軟化。在700 ℃、800 ℃及900 ℃下時效400 h仍處於硬化階段，硬度可達HV 700以上。唯NT6合金在900 ℃下會發生過時效軟化，歸因於其γ’ 相強化相，因大量η相析出而減少。　　CT6、NT9合金因硬度較高冷加工性不佳，而NT6合金則有優異的冷加工性，可冷滾軋至85 %的加工量而僅微邊裂。NT6合金滾軋材僅經700 ℃時效半小時，硬度可升至HV 800以上，硬度壓痕無裂痕產生，此歸因於大量尺寸小於0.5 μm的細化σ相產生。NT6滾壓材經1100 ℃退火可得明顯的細晶強化，其強化程度優於Ni22高熵合金及304不銹鋼；而經10

00 ℃退火則可得細晶及析出強化的雙重效果。經1000 ℃-2 min細晶強化後的試片可得很高的降伏強度(1243 MPa)與適當的伸長率(10.1 %)。於CT6、NT9與NT6合金之時效強化態（HV 800以上）的常溫黏著磨耗實驗中，CT6合金有最好的耐磨性，優於SUJ-2軸承鋼及SKH-51高速鋼。　　此外，為了解添加Mo元素對耐蝕性的影響，利用d電子合金設計法以綜合機械性質最好的NT6合金為基礎進行設計，配置了M50、M25、M14三個FCC型合金，並與CT6、NT9、NT6合金一起進行在硫酸及含有氯離子環境中的電化學腐蝕行為之研究，得到以下結論：　　實驗合金不論是鑄造態或均質化態皆耐

硫酸腐蝕，優於商用316L與20Cb-3不銹鋼。在含有氯離子的環境中，由於Heusler相會造成嚴重孔蝕，故含此相的合金，孔蝕電位及保護電位都會降低。在未添加Mo元素下，NT6均質化態由於幾乎沒有Heusler相，故有很好的耐孔蝕性能。添加Mo元素後，則更大幅提升合金的孔蝕電位，其中M50均質化態為本研究中耐孔蝕性能最好的高熵合金，遠優於20Cb-3不銹鋼。比較NT6均質化態與細晶強化態之耐腐蝕性質的差異發現，1100 ℃與1000 ℃退火態之耐硫酸腐蝕性質與均質化態相當類似；但在含有氯離子的環境中，1100 ℃退火態的耐蝕性質和均質化態類似。不過，由於1000 ℃退火態的微結構中有Heusl

er相的存在，耐蝕性質發生明顯的劣化，使得孔蝕變得相當嚴重，但仍略為優於316L不銹鋼。　　綜合以上實驗結果，Al-Cr-Fe-Ni-Ti高熵合金有很好的耐蝕性質，而NT6及其細晶強化態則兼具了良好的綜合機械性質及耐蝕性，且性價比優於Ni22高熵合金，因此具有有用於海洋結構體材料之潛力。此外M50合金有更優異的綜合耐蝕性質，可用於惡劣的嚴重腐蝕環境。

鋁基複合材料界面性質之研究

為了解決ss400降伏強度mpa的問題，作者陳亮光 這樣論述：

本論文主要是研究鋁基長纖複合材料的界面及熱膨脹性質。利用真空熱壓法製程製作出長纖強化鋁合金複合材料後，再研究其界面性質及熱膨脹係數。論文的內容主要分成三大部分，第一部分是以纖維頂出法量測界面剪強度之研究，第二部分是以纖維碎斷法量測界面剪強度之研究，第三部分則是研究雙向纖維強化鋁基複材性質之研究。 在第一部分的研究中，利用7075Al基材的析出強化特性來改變基材的強度，並以纖維頂出法來研究基材強度對界面剪強度的影響。本實驗採用之纖維頂出法可以精確的測得界面剪強度，其誤差範圍在5%以內。界面剪強度的時效變化基本上與基材的抗拉強度的變化趨勢一致，在 T6時效狀態下其界面剪強度可達167 MPa。應

力-位移曲線在滑移階段皆有明顯的應力震盪現象產生。 在纖維的表面作不同厚度的無電鍍鎳處理，以達到改變界面狀態的目的，並以纖維頂出法來研究鎳膜厚度對界面剪強度的影響。鎳膜厚度0.5 m的試片界面剪強度最高，鎳膜厚度0.8 m的試片界面剪強度最低，主要是形成鬆散的介金屬反應層的關係。 第二部分的研究係利用纖維碎斷法，量測 SiCf/2024Al 及 SiCf/7075Al的界面剪強度。採用自行發展的聲波量測法及纖維萃取法來量測碎斷纖維的數目，資料顯示兩種方法所得到的結果相當吻合。在SiCf/2024Al複材中，初時效的試片，纖維斷裂時機相當分散，早期

應變即有纖維斷裂；尖峰時效的試片，則纖維斷裂時機集中2-5%拉伸應變區間；過時效的試片，則纖維斷裂時機又再度分散。T6時效狀態下SiCf/2024鋁複材平均界面剪強度可達100 MPa；SiCf/7075Al複材平均界面剪強度則可達到120 MPa。 第三部分的研究中，單向鉬纖強化鋁基複合材料的熱膨脹性質，其平行纖維方向有良好的限制基材膨脹的效果；垂直纖維方向則不具限制膨脹的效果，其CTE值接近鋁。雙向鉬纖強化鋁基複合材料累積的殘留應力會降低其CTE值；35 vol%或以上，其CTE值的表現就與鉬纖維相當接近。以斜方向45進行的熱膨脹性質量測，發現其CTE值對試片規格尺

寸較敏感。正方向在400 ℃以內，試片尺寸對CTE值影響不大。