电子显微镜观察中添加铁锰铝碳合金铸件结构

利用电子显微镜针对各种合金添加元素对铁锰铝碳合金铸件显微结构的影响作一探讨。

结果发现，传统成份的铁锰铝碳合金铸件在未添加其他合金元素时，期抗拉强度无法获得突破，

因为铁锰铝碳合金zui主要的强化机构是藉着（Fe,Mn）3AlCX碳化物的析出而产生强化效果，

而由电子显微镜观察中发现此时的铁锰铝碳合金铸件中，并未有明显（Fe,Mn）3AlCX碳化物的形成。

当我们在铁锰铝碳合金中添加少量的钛、铌或钒等元素时，在铸造凝固后约950-1150℃的温度范围，

将会促使非常细微的（M）3AlCX碳化物在此高温状态下即在沃斯田铁相基地内均匀整合析出

（其中M代表钛、铌或钒等元素）。在铸件空冷至室温的过程中，

析出物会以这些既存的微细（M）3AlCX碳化物为核而成长，进而在沃斯田铁相基地内产生大量且细小的（Fe,Mn,M）3AlCX

碳化物。

由于这些在铸造过程析出的碳化物所产生的强化效果，使得铁锰铝碳合金铸件的机械强度获致大大的提昇，

而延伸率及韧性无明显的降低。这个发现在铁锰铝碳合金铸件研究中尚未被发现。

将铁锰铝碳合金钢发展成为“高强度高韧性合金钢”乃近年来铁锰铝合金研究者主要目标之一。

目前研究结果显示，铁锰铝碳合金在适当的合金成份调配下，可藉热处理方式（例如：固溶处理、淬火及时效处理）或热加工方式（例如：热轧延加工）

来达到高强度高韧性的目的，此时的铁锰铝碳合金能拥有介于825-1240MPa之间的抗拉强度和介于550-965MPa之间的降伏强度，

且能保持60-30%的延伸率和240-65焦耳的衝击韧性值，其机械性质可媲美或优于目前所有需经沃斯田铁化、淬火和回火的商业用和军事用Q.T.合金钢板。

    除了上述热处理型铁锰铝碳合金钢材及热轧铁锰铝碳合金钢材的开发之外，对于铁锰铝碳合金铸件的开发也是一个相当重要的课题，

因为在工业应用上除了热轧合金钢板的使用量*外，铸件的使用量更是不容忽略的。传统使用之铸件，其材料大都使用各式各样的铸铁，

其抗拉强度约介于275-500MPa之间，降伏强度介于170-415MPa之间而延伸率则在17-5%之间，这些机械性质与习知铁锰铝碳合金相比较之下，

不难发现无论在机械强度上或韧性延展性上，铁锰铝碳合金应该能轻易超越传统使用之铸铁才对。但是过去的研究多偏重于铁锰铝碳合金热处理后或热（冷）

加工后机械性质与显微结构的探讨，对于铁锰铝碳合金铸件的铸造性质（尤其是铸件的显微结构）反而较缺乏相关的研究[1-33]。

因此，本研究将探讨各种组成成份的铁锰铝碳合金铸件之机械性质及其显微结构变化，

并针对不同合金元素的添加对铁锰铝碳合金铸件机械性质及显微结构所产生的影响作深入探讨。

参考资料

 ，