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博碩士論文 etd-0706107-154601 詳細資訊
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論文名稱
Title
高熵合金硬面銲研究
Study of High-Entropy Alloys on Hardfacing Weld
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
75
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2007-06-28
繳交日期
Date of Submission
2007-07-06
關鍵字
Keywords
硬面銲、高熵合金
hard surface welding, high-entropy alloy
統計
Statistics
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中文摘要
近年來新開發出系列的高熵合金,具有高硬度與耐高溫的特性。因此,值得評估在耐磨耗硬面銲應用上的潛力。
先前研究顯示[9]AlCrFeMnNi為基礎合金具備高硬度以及其強度能長期維持在700℃的高溫下,經由顯微組織分析及熱力學合金相平衡圖的瞭解,其強化機制為BCC/B2相之間的order/dis-order晶格應力場強化,由於能維持於相平衡狀態,故能維持高溫強度。本研究進一步探討其耐摩耗性,研究內容為:(1)經由AlCrFeMnNi合金相平衡圖,設計能於披覆多層硬面銲作業時,利用其銲接潛熱完成B2超晶格相的相變態,以提高銲層的硬度;(2)於BCC基地相中添加FCC相,以改善磨耗性,因太硬的BCC/B2相易產生裂痕,不利於磨耗性。
分析方法:(1)以電子微探儀分析披覆層之銲道顯微組織,包括介在物、析出相、合金成分偏離情形;(2)微硬度量測披覆層之銲道顯微組織,瞭解各披覆銲層之硬度變化,以及不同析出相的硬度;(3)以磨耗試驗來量測比較各披覆銲合金之耐磨性;以及(4)分析磨耗試樣的磨耗面顯微組織,瞭解其磨耗機制。
本研究探討的高熵合金成分範圍為Al0.5Cr0.5-1.0Fe1.5MnNi0.5-1.0,共調配5種合金,編號D1-D5,其中D2及D3合金作整體的研究,D2及D3的銲後最外層是不一樣,硬度約420Hv,但底下銲層已呈現相變態的顯微組織,還有部分FCC相形成,耐磨耗性已經可以比得上stellite#6。
Abstract
In recent years, series of high-entropy alloy have been well developed with high hardness and high temperature stability. These properties could apply in hard surface welding technology.

The previous research showed that Al0.5CoCrCuFeNi based alloy contained excellent abrasive and adhesive wear resistant properties. According to the results of first year project, the post heat treatment is required for Type A (Al0.3CrFe1.5MnNi0.5 ) and B (Al0.5CrFe1.5MnNi0.5) alloys. It is not suitable for the industrial field service in certain repairing application. This research project will modify the Al0.5CrFe1.5MnNi0.5 base high-entropy alloy in the alloy content of Cr and Ni. These new alloy called Type D high entropy alloys include BCC and FCC two phases. We expect BCC part will provide the wear hardness and FCC part could improve the ductility during the wearing stage. The FCC phase may improve the manufacture of welding rods, also.

The research contents include, (1) Type D high entropy alloys weld rod evaluation, (2) wear test, (3) microstructure analysis using electron micro-probe
目次 Table of Contents
壹、摘要 1
貳、前言 4
參、文獻回顧 6
3.1 開發背景 6
3.2 高熵合金在熱力學上的特性 9
3.3 高熵合金的特色 10
3.4 高熵合金的應用潛力 12
肆、實驗方法及步驟 13
4.1 合金設計及成分 13
4.2 合金熔煉 13
4.3 多層披覆硬面銲 14
4.4 微硬度量測 15
4.5 顯微組織探討 15
4.6 實驗流程 16
4.7 XRD分析 17
4.8 磨耗測試 17
伍、實驗結果 19
5.1 D1~D5鑄造後硬度量測、顯微組織 19
5.2 D系列合金經700°C 時效處理後硬度量測、顯微組織及面分析 23
5.3 D2合金硬面銲後各銲層硬度及顯微組織 29
5.4 D3合金硬面銲後各銲層硬度及顯微組織 32
5.5 D2合金硬面銲後經700°C時效處理,各銲層硬度 34
5.6 D3合金硬面銲後經700°C時效處理,各銲層硬度及顯微組織 37
5.7 EPMA成分分析 40
5.8 磨耗測試 52
5.9 XRD分析 54
陸、結果與討論 57
6.1 硬度量測分析 57
6.2 顯微組織與成分分析 58
6.3 磨耗試驗 60
6.4 XRD分析 61
柒、結論 65
捌、參考文獻 67
參考文獻 References
1.許雲翔 : “以FCC及BCC元素為劃分配製等莫耳多元合金系統之研究”, 國立清華大學材料科學工程研究所碩士論文, 2000.
2.洪育德 : “Cu-Ni-Al-Co-Cr-Fe-Si-Ti高亂度合金之探討”, 國立清華大學材料科學工程研究所碩士論文,2001.
3.陳家裕 :“塗層用多元高熵合金之探討”, 國立清華大學材料科學工程研究所碩士論文, 2002.
4.童重縉 : “Cu-Co-Ni-Cr-Al-Fe高熵合金變形結構與高溫特性之 研究”, 國立清華大學材料科學工程研究所碩士論文, 2002.
5.陳敏睿 :“添加V、Si、Ti對Al0.5CrCuFeCoNi高熵合金微結構與磨耗性質之影響”, 國立清華大學材料科學工程研究所碩士論文, 2003.
6.Zoheir N Farhat : Wear ,vol 250, pp.401-408, 2001.
7.F.R. de Boer , R. Boom , W.C.M. Mattens , A.R. Miedema and A.K. Niessen : Cohesion in Metals, North-Hlloand Physics Publishing, A meterdam, 1989.
8.吳浚民 : “AlXCoCrCuFeNiTiY高熵合金黏著磨耗性質之研究” , 國立清華大學材料科學工程研究所碩士論文, 2004.
9.雷堯仁 : “多元高熵合金銲接性能研究”, 國立中山大學材料科學工程研究所碩士論文, 2006.
10.葉均蔚、陳瑞凱、林樹均 : “高熵合金的發展概況” , 工業材料雜誌第224期, pp.71-79, 2005.
11.W. Klement, R. H. Wilens, P. Duwes, Nature, Vol.187, pp.869, 1960.
12.H. S. Chen and C. E. Miller, Rev. Sci. Instrum, Vol.41, pp.1237,1970.
13.吳學陞:”新興材料-塊狀非晶質金屬材料” , 工業材料第149期, pp.154-165, 1999.
14.A. Inoue, T. Nakamora, N. Nishiyama, and T. Masumoto, Master. Trans. JIM, Vol.33, pp.937, 1992.
15.H. Jones, Rapid Solidification of Metals and Alloys, The Institution of Metallurgists, London, 1982.
16.A. Inoue, B. L. Shen and C. T. Chang, “Fe- and Co-based bulk glassy alloys with ultrahigh strength of over 4000 MPa” , Intermetallics 14, pp.936-944, 2006.
17.B. B. Prasad, A. K. Bhatnagar, D. Ganesan and R. Jagannathan, “A mossbauer study of amorphous alloy Fe67Co18B14Si1” , Journal of Non-Crystalline Solids 61-62, pp.391-396, 1984.
18.P. Kwapulinski, J. Rasek, Z. Stoklosa and G. Haneczok, “Magnetic properties of Fe74Cu1CrxZr3-xSi13B9 amorphous alloys” , Journal of Magnetism and Magnetic Materials 254-255, pp.413-415, 2003.
19.S. W. Du and R. V. Ramanujan, “Crystallization and magnetic properties of Fe40Ni38B18Mo4 amorphous alloy” , Journal of Non-Crystalline Solids 351, pp.3105-3113, 2005.
20.A. Pardo, E. Otero, M. C. Merino, M. D. Lopez, M. Vazquez and P. Agudo, “Influence of Cr addition on the corrosion resistance and magnetic properties of amorphous Fe73.5Si13.5B9Bb3Cu1 in simulated in simulated industrial environments” , Journal of Non-Crystalline Solids 187, pp.421-427, 2001.
21.M. Belkhaouda, L. Bazzi, A. Benlhachemi, R. Salghi, B. Hammouti and S. Kertit, “Effect of the heat treatment on the corrosion behaviour of amorphous Fe-Cr-P-C-Si alloy in 0.5M H2SO4” , Applied Surface Science, pp.1-5, 2005.
22.T. Zhang and A. Inoue, “High dynamic mechanical strength of zirconium-based bulk amorphous alloysMaterials” , Research Society Symposium - Proceedings 554, pp.361-366, 1999.
23.Kyuhong Lee, Duk-Hyun Nam, Sunghak Lee and Nack J. Kim, “Hardness and wear resistance of Zr-based bulk metallic glass/Ti surface composites fabricated by high-energy electron beam irradiation” , Surface & Coatings Technology, pp.1-9, 2006.
24.B. D. Cullity, Element of X-Ray Diffraction, 3rd ed, 2001
25.蔡哲瑋 : “CuCoNiCrAlxFe高熵合金加工變形及微結構之探
討”, 國立清華大學材料科學工程研究所碩士論文, 2003.
26.黃炳剛 : “多元高熵合金於熱熔射塗層之研究”, 國立清華大學材料科學工程研究所碩士論文, 2003.
27.林佩君 : “高頻軟磁高熵合金濺鍍薄膜之開發研究”, 國立清華大學材料科學工程研究所碩士論文, 2003.
28.蔡銘洪 : “多元高熵合金薄膜微結構及電性演變之研究”, 國立清華大學材料科學工程研究所碩士論文, 2003.
29.R. E. Reed-Hill, R. Abbaschian, Physical Metallurgy Principles, 3rd ed, PWS-KENT Publishing Company, Boston, pp. 140-146, 1994
30.P. H. Dederichs, Phys. Rev. B, vol. B4, pp. 1041-50,1971
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