鐵鋁錳碳合金具有許多優良的性質，如：高強度高韌性、高抗腐蝕性以及高耐磨性等，因此希望藉由相圖的研究能在合金設計以及熱處理方面能有所貢獻。試片由中鋼公司所提供，並依據 謝克昌老師所計算的相圖，選擇在單相區或是雙相區做熱處理。將試片做不同溫度與時間的熱處理，使試片達相平衡。接著做顯微結構觀察、定量分析、量測磁力以及EBSD檢測，作為修正計算的平衡相圖的依據。
成份範圍是Fe - 3wt. % Al - 15~25 wt. % Mn- 0.6 wt. % C以及Fe - 0~2wt. % Al - 8 wt. % Mn- 1.2 wt. % C的試片，經1050℃熱處理後，由顯微結構、定量分析以及簡單的磁性檢測後，確認此範圍為FCC的單相區。再經由900℃以及800℃熱處理後，無論從顯微結構或是定量分析結果都未觀察到雪明碳鐵相的存在，最後以600℃熱處理14天後，才觀察到碳化物析出，FCC單相區的範圍可能較計算的範圍大，而雪明碳鐵析出的溫度可能要降低至600℃到800℃之間。
成份範圍在Fe - 3 wt. % Al - 6~13 wt. % Mn- 0.6 wt. % C之間的試片，此區反應為包晶反應，因此需要將經過長時間的熱處理才能趨近於平衡相圖結果，即為FCC與BCC雙相區，實驗結果顯示時效3天後的試片，已出現成分的差異，試片接近最終平衡，但經EBSD測量後發現結構尚未改變，推測需更長的熱處理時間使結構改變。經由900℃、800℃都沒有發現雪明碳鐵的析出，直到溫度降低至600℃後才出現碳化物，比較原先所計算的相圖，FCC與BCC的雙相區的範圍可能較計算的相圖來的大，雪明碳鐵析出的溫度可能要降低至600℃到800℃之間。

none

論文審定書 i
誌 謝 ii
中文摘要 iii
目 錄 iv
表 次 vi
圖 次 vii
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相圖 3
2.2.1 Fe-Mn二元系統平衡相圖 4
2.2.2 Al-Mn二元系統平衡相圖 4
2.2.3 C-Mn二元系統平衡相圖 5
2.2.4 Al-Fe二元系統平衡相圖 5
2.2.5 Al-C-Fe三元系統的液相投影圖 5
2.2.6 Fe-C-Mn三元系統的液相投影圖 6
2.2.7 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磁力分析 8
3.2.5 EBSD 9
肆、結果與討論 10
4.1第一部分：經1050℃熱處理後為FCC單相區 10
4.2 第二部份：經1050℃熱處理後為FCC+BCC雙相區 12
4.2.1顯微結構 13
4.2.2定量分析 14
4.2.3磁力分析 15
伍、結 論 17
陸、參考文獻 19

1. D.J. Schmatz, “Structure and properties of Austenitic Alloys Containing Aluminum and silicon”, ASM-Transaction, 1960, Vol.52, pp.898.
2. 劉增豐，鐵錳鋁合金研究發展總計畫，1988，NSC77-0201-E009-002R。
3. J. L. Han and R. E. Cairns, J R Product Engineering, 1958, Vol.29, No.52, pp.58.
4. G. L. Kayak, Metal Science and Heat Treatment, 1969, Vol.11, No.2, 95-97.
5. R. Wang, R. G. Wallwork, G. R. Smolik and S. K. Banerji, “Alternate Alloying for Environmental Resistance”, The Metallurgical Society ROC., 1987, pp.363.
6. C. L. Kayak, Metal Science & Heat Treatment, 1969, Vol.2, 95-97.
7. J. Charles and A. Berghezan, “Nickel-free Austenitic for Cryogenic Applications: the Fe-23Mn-5Al-0.2C Alloys”, Cryogenics, 1981, Vol.21, No.5, 278-280.
8. J. G. Duh, S.H. Huarng and C.M. Wan, in Proc. 1st CSIR (ROSA)-NSC (P.OC) Metal Alloys & Ceramics Workshop, Hsinchu, Taiwan, 1983, pp.49.
9. S.C. Chang, Y.C. Pan and C.M. Wan, in Proc. 1st CSIR (ROSA)-NSC (P.OC) Metal Alloys & Ceramics Workshop, Hsinchu, Taiwan, 1983, pp.77.
10. F. N. Rthines, Phase Diagrams in Metallurgy: Their Development and Application, New York, McGraw-Hill, 1956.
11. H. Okamoto, ASM Hand book Vol.3 Alloy Phase Diagrams, ASM International, Materials Park, Ohio, 1992.
12. V. G. Rivlin, International Metals Reviews, 1983, Vol.28, No.6, 309-337.
13. V. G. Rivlin, International Metals Reviews, 1984, Vol.29, No.4, 299-327.
14. V. Raghavan, “Phase Diagrams of Ternary Iron Alloys”, 1987.
15. W. Koste and W. Tonn, Archivfuer das Eisemhuettewesen, 1933, Vol.7, No.6, pp. 366.

16. Xu Leying, Guo Yanfeng, Liang Guojun, Li Yiyi, “Determination of Phase Diagram of Fe-Mn-Al by Means of EPMA”, Materials science progress, 1992, Vol.6, NO.3.
17. Duane. J. Schmatz Transactions, American Society for Metal Progress April, 1978.
18. 李偉賢，王柏凱，“鐵錳鋁合金之高速撞擊與破壞行為研究”，國立成功大學，碩士論文，2004。
19. Hsueh-Chi Chen, Shih-Bin Wang, Chung-Liang Tsai, Ming-Jun Kuo, “Microstructure of high temperature in an Fe-9Al-30Mn Alloy”, Department of Mechanical Engineering, Lee-Ming Institute of Technology, 2009.
20. 戈元，“鐵-12錳-4鋁-0.5碳合金相變化之研究”，國立臺灣科技大學，碩士論文，2007。
21. W. C. Cheng and H. Y. Lin, Mat. Sci. and Eng., 2003, A341, 106-111.