鐵錳鋁碳合金鋼具有良好的機械性質，因此藉由相圖的量測，驗證合金的雙相比例，並建立鐵鋁錳合金的數據庫，希望對於合金設計上有所貢獻。試片由中鋼公司所提供，依據 謝克昌老師所計算的相圖，選擇在單相區和雙相區做熱處理。將試片進行不同溫度與時間的熱處理，使試片達到相平衡。接著做顯微結構觀察、定量分析、以及EBSD檢測，作為修正計算的平衡相圖的依據。
成分範圍Fe - 3wt% Al –20 wt% Mn- 0.25 wt % C試片經1050℃熱處理後應為FCC單相區。此組試片於1050℃時效3天在顯微結構、定量結果、EBSD相分析後為FCC單相區。將熱處理的溫度降低為900℃、800℃與700℃，結果都顯示為FCC單相區。最後，將處理溫度降至600℃時效，發現在FCC相晶界偏析出BCC相。
成分範圍在Fe - 3 wt% Al –7~10 wt % Mn- 0.25~0.35wt% C之間的試片，依據計算相圖經1050℃熱處理後應為FCC與BCC兩相區。將這部分試片進行1050℃時效熱處理，水淬後均為BCC相與麻田散鐵相。而觀察900℃、800℃發現BCC相與麻田散鐵相樹枝狀不均勻分布，推測FCC相變前後的自由能差，隨著熱處理溫度下降而變小，導致不同形貌的麻田散鐵轉換。700℃開始出現殘留的FCC相及BCC相與部份FCC相轉變的麻田散鐵相，推測可能是鑄造試片原始不均，導致進行熱處理轉換時，波來鐵與雪明碳鐵沒有明顯轉換析出。
另一部分，則將鑄造的試片放進1050℃時效2天，使原始的鑄造試片均質化後，再進行熱處理550℃時效7天，發現單相區的試片放置熱處理550℃時效7天後，結果仍為FCC單相區且沒有雪明碳鐵析出。而雙相區的試片，放置550℃時效7天後，結果為初析BCC相與FCC相轉變為麻田散鐵介穩相共存，推測時間不足以使FCC相達到波來鐵的轉換。
在本研究中，雖然實驗結果在高溫區(1050℃、900℃)，FCC相轉換成麻田散鐵相，依舊是在兩相區內。隨著溫度降低，我們希望發生共析反應: FCC→αFe+Fe3C(波來鐵)，但是結果並沒有發現波來鐵的存在，而是FCC→Bainite or Martensite形成了介穩相的轉換。我們推測想要達到穩定相的狀態，可能須延長時效時間或是先將鑄造試片高溫平衡後，再進行熱處理平衡。

none

論文審定書i
誌謝ii
摘iii
目錄iv
表次vi
圖次.viii
壹、前言 1
1.1研究背景1
1.2研究動機2
貳、文獻回顧3
2.1鐵鋁錳碳合金成分之影響3
2.2相平衡圖3
2.2.1 Al-Mn二元系統平衡相圖4
2.2.2 Al-Fe二元系統平衡相圖4
2.2.3 Fe-Mn二元系統平衡相圖4
2.2.4 C-Mn二元系統平衡相圖5
2.2.5 C-Fe二元系統平衡相圖5
2.2.6 Al-C-Fe三元系統的液相投影圖5
2.2.7 Fe-C-Mn三元系統的液相投影圖5
2.2.8 Fe-Mn-Al三元系統的液相投影圖與等溫截面圖.6
參、研究方法與步驟 7
3.1研究方法7
3.2實驗步驟7
3.2.1熱處理7
3.2.2金相前處理7
3.2.3金相觀察與定量分析8
3.2.4 EBSD8
肆、結果與討論 9
4.1第一部分：經1050℃熱處理後為FCC單相區9
4.2 第二部份：經1050℃熱處理後為FCC+BCC雙相區10
4.2.1顯微結構11
4.2.2定量分析12
4.2.3 EBSD12
4.3 第三部分：經1050℃時效2天後熱處理550℃時效7天14
伍、結論15
陸、參考文獻17

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