本實驗主要觀察經過大量塑性變形的1050純鋁，在疲勞行為後，微結構組織的變化情形。我們控制塑性應變振幅在8 ×10-5與1 ×10-3之間作疲勞試驗，我們觀察250℃退火1小時，晶粒大小為0.8µm以及300℃退火12小時，晶粒大小為7µm的試件在疲勞後的微結構變化。結果發現疲勞過程中所生成的shear band會引發裂縫的生成，使得疲勞壽命減短。Shear band與應力軸夾角約45度，以階梯狀（晶粒小於1 µm）或帶狀（晶粒為7µm）生成於試棒表面上，由密集糾結差排（晶粒小於1 µm）或cells（晶粒為7µm）所構成。

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目錄
共82頁
目錄 I
圖目錄 IV
一.前言 1
二.文獻回顧 2
2-1.循環應變硬化圖 2
2-2.循環應力應變圖 3
2-3.單晶銅與多晶銅的疲勞組織 3
2-3-1.單晶銅的疲勞組織 3
2-3-2.多晶銅的疲勞組織 4
2-4.單晶鋁與多晶鋁的疲勞組織 5
2-4-1.單晶鋁的疲勞組織 5
2-4-2.多晶鋁的疲勞組織 6
2-5.銅跟鋁疲勞組織的差異 6
2-6.純銅經ECAE後的疲勞組織 6
2-7.5056鋁鎂合金細晶粒的疲勞組織 7
2-8.鐵銅細晶合金之變形組織 8
三.ECAE的介紹 9
四.實驗方法 10
4-1.材料的準備 10
4-2.ECAE變形 10
4-3.試件加工 10
4-4.熱處理 11
4-5.試件拋光 11
4-6.疲勞試驗 11
4-7.試棒表面的SEM觀察 11
4-8.TEM試片的分析 12
4-9.晶粒大小的測量方式 12
五.實驗結果 13
5-1.試棒的熱處理和疲勞條件 13
5-2.試棒表面的觀察 13
5-2-1.粗晶鋁表面的觀察 13
5-2-2.ECAE鋁疲勞後表面的觀察 14
5-3. ECAE鋁在TEM下的觀察 15
六.結果討論 16
6-1.傳統粗晶鋁與ECAE鋁的比較 16
6-2.Shear band的生成與發展 17
6-2-1.Shear band在試棒表面的生長 17
6-2-2.Shear band的微結構組織 18
6-2-3.Shear band形成的機構 19
6-3.疲勞前後晶粒大小的改變 19
6-4.平行應力軸的條紋 20
七.結論 21
八.參考文獻 22
附錄. SEM與TEM圖號 80

圖目錄
圖1.單晶銅的循環應變硬化圖。 24
圖2.單晶銅的循環應力應變圖。 24
圖3.單晶銅經過疲勞後的vien。 25
圖4.單晶銅PSB的SEM照片。 26
圖5.單晶銅PSB的TEM照片。 26
圖6.單晶銅經過疲勞後，差排組織vein的破裂。 27
圖7. vien的邊緣形成PSB。 28
圖8.單晶銅經過疲勞後的cells結構圖。 29
圖9.螺旋差排在PSB中運動的情形。 30
圖10.多晶銅在低應變振幅疲勞後的差排結構。 31
圖11.多晶銅在較高應變振幅疲勞後的差排組織。 32
圖12.多晶銅疲勞後的差排組織。 33
圖13.單晶鋁經疲勞後的差排組織。 36
圖14.單晶鋁經疲勞後的試棒表面圖。 38
圖15.單晶鋁經疲勞後，疑似PSB的walls。 40
圖16.單晶鋁疲勞組織的永久性與連續性。 41
圖17.多晶鋁的疲勞組織。 42
圖18.ECAE後的純銅疲勞前後的差排組織。 43
圖19.ECAE後的純銅疲勞後的差排組織。 44
圖20.5056鋁鎂合金疲勞和拉伸後的試棒表面圖。 45
圖21.5056鋁鎂合金疲勞前後晶胞的大小。 46
圖22.5056鋁鎂合金疲勞前後的微結構圖。 47
圖23.Fe-10Cu合金壓縮後shear band 結構圖。 48
圖24.Fe-10Cu合金壓縮試驗後的微結構。 49
圖25.ECAE示意圖。 50
圖26.加工後的試棒圖。 51
圖27.粗晶鋁疲勞後的表面結構（F組）。 52
圖28.粗晶鋁疲勞後的表面結構（F組）。 53
圖29.試件表面由SEM所觀察到的shear band（C組）。 54
圖30.shear band的構造（C組）。 55
圖31.由shear band引發的破裂。 56
圖32.斷裂面附近的shear band。 57
圖33.平行應力軸的條紋（C組）。 58
圖34.45度的shear band（E組）。 59
圖35.shear band內的組織。 60
圖36.疲勞前的組織（C組）。 61
圖37.疲勞後的差排組織。 62
圖38.疲勞後的糾結差排（C組）。 63
圖39.疲勞後的糾結差排（C組）。 66
圖40.糾結差排之BD照片和WBDF照片（C組）。 67
圖41.條狀的糾結差排（C組）。 68
圖42.帶狀組織（C組）。 70
圖43.完美晶粒與糾結差排晶粒的邊界（C組）。 72
圖44.疲勞前的差排組織（E組）。 74
圖45.疲勞後的cells（E組）。 75
圖46.疲勞後的糾結差排（E組）。 77
圖47.shear band發展的方向。 78
圖48.從邊界增生的差排（C組）。 79

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