淬火擴散製程Q&P所利用的核心概念,最早由Matas與Hehemann在1960年所證實:麻田散鐵在回火過程,碳可能由過飽和的麻田散鐵粄條,擴散至周遭的沃斯田鐵。然其工業應用,則遲至2003年,由Edmond,Speer,Matlock所提出:利用此碳遷移的特性,來穩定化沃斯田鐵;他們並設想了Q&P的計算方法,從而決定最佳的焠火溫度、讓Q&P製程有執行依據。然而,實際上量測結果,沃斯田鐵含量與預測含量有顯著,這代表著學術界對Q&P時的相變態行為並未充分理解。其中最關鍵之因素,即為麻田散鐵散鐵在部分生成後,微結構非靜態的不變,而是持續的相變態。因此本論文專注於部分麻田散鐵生成後之相變態過程。 此論文之研究主題為高矽合金,經淬火擴散製程(Q&P)後,其顯微結構之觀察及機械性質。研究中的高矽合金則概略分為低碳及高碳合金,並分別使用一階段、二階段Q&P製程。研究發現:一階段Q&P時,會發生顯著的沃斯田鐵分解。此外,相變態的速率明顯較變韌鐵快。在此高矽合金中,變韌鐵組織為變韌肥粒鐵與沃斯田鐵所組成;而ㄧ階段Q&P,其組織由回火麻田散鐵、合併之麻田散鐵、下變韌鐵、上變韌鐵組成,並有麻田散鐵介面遷移之跡象。由此可得知文獻中所計算之Q&P最佳持溫溫度,由於未考慮到此恆溫相變態的,因此會造成計算沃斯田鐵含量的誤差。 高碳合金在二階段Q&P時,於擴散製程時會發生變韌鐵相變態。此外,先前麻田散鐵的存在,使變韌鐵相變態有約一個級數的顯著加速。此外,變韌鐵之外形發生顯著變化、非傳統束狀之外形。此方法為目前唯一可維持變韌鐵合金強度、並能同時加速的方法。 為研究奈米變韌鐵在查皮(Charpy)衝擊時高速三軸應力下之行為,進行TEM切片觀察、與同步輻射XRD實驗,發現破裂表面僅剩下麻田散鐵組織,沃斯田鐵則完...