陳鈞臺灣大學：材料科學與工程學研究所劉家伶Liu, Chia-LingChia-LingLiu2007-11-262018-06-282007-11-262018-06-282006http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/55371摘要 本實驗係針對SAF2507雙相不銹鋼，以同軸添加氮氣方式進行雷射銲接，控制氮氣流量以調整銲道中之α / γ比例。研究內容包含顯微組織、氮含量分析、硬度測試、腐蝕試驗等之雷射銲道特性評估。此外，本實驗亦針對母材及銲道試片，進行600-700℃熱處理，觀察析出相及其對腐蝕性質的影響。 實驗結果顯示，控制添加氮氣流量，可使銲道中之γ相增加，改變α / γ比例。本製程可補充一般雷射銲接過程中氮的流失，使銲道氮含量與母材相當。在硬度方面，氮藉由插入型固溶強化γ，彌補因α含量降低之硬(強)度損失，使銲道硬度與母材相近。 雙相不銹鋼含有眾多合金元素，經600℃銲後熱處理之試片會有γ 及碳化物析出，而經700℃熱處理者會有σ相、Cr2N、R-phase及χ-phase產生。上述之析出相很多是在晶界生成，對材料抗蝕性質會產生不利影響。添加氮氣之雷射銲接試片，於700℃熱處理時，可抑制σ相之析出，且隨銲道氮含量的增加，σ相析出量減少。 浸泡試驗顯示，As-welded試片之重量損失皆較經銲後熱處理者為低，其中經700℃熱處理者又較600℃者損失為高，且隨熱處理時間的增加，重量損失亦隨之增加。在As-welded或相同銲後熱處理狀況下，添加氮氣之N-30試片重量損失較N-15試片少，未添加氮氣之N-0試片則為本實驗中損失最多者。浸泡結果顯示：銲道試片之γ隨氮含量增加而增加，有助於材料之抗孔蝕性。 極化腐蝕試驗方面，As-welded試片之極化腐蝕速率則以N-0試片為最高，α與γ等量之N-15試片最低，N-30則較N-15稍高。試片若經銲後熱處理後，600℃處理者腐蝕速率較700℃者為低。 經700℃銲後熱處理後，N-0試片表面產生大量孔蝕，添加氮氣試片由於析出之σ相減少，孔蝕現象並不嚴重(N-30試片中有少許小孔，N-15中則無孔蝕現象)。整體而言，α / γ比例為50/50之N-15試片於HCl溶液中腐蝕速率最低。目錄 第一章 前言………………………………………………………1 第二章 文獻回顧…………………………………………………2 2-1 雙相不銹鋼簡介及其沿革………………………………2 2-1-1 合金元素對雙相不銹鋼的影響………………………6 2-1-2 顯微組織對雙相不銹鋼的影響……………………10 2-1-3 雙相不銹鋼之熱處理與相變化……………………14 2-1-4 不銹鋼之敏化機構…………………………………17 2-2 2507雙相不銹鋼之特性…………………………………21 2-2-1 物理與機械性質……………………………………21 2-2-2 銲接性………………………………………………21 2-2-3 耐腐蝕性……………………………………………25 2-3 雷射銲接技術應用………………………………………29 2-4 電化學腐蝕理論…………………………………………34 2-4-1 極化現象……………………………………………34 2-4-2 極化曲線……………………………………………36 2-4-3 腐蝕速率……………………………………………39 2-5 耐蝕性浸泡實驗理論……………………………………42 第三章 實驗過程…………………………………………………45 3-1 實驗材料…………………………………………………45 3-2 雷射銲接製程……………………………………………45 3-3 銲後熱處理製程…………………………………………51 3-4 銲接試片分析……………………………………………51 3-5 腐蝕測試………………………………………………53 3-5-1 浸泡試驗……………………………………………53 3-5-2 動態電極極化腐蝕測試……………………………53 3-6 顯微組織觀察…………………………………………55 3-6-1 穿透式電子顯微鏡(TEM)…………………………55 3-6-2 掃描式電子顯微鏡(SEM)…………………………55 第四章 結果與討論………………………………………………57 4-1 銲道組織觀察……………………………………………57 4-1-1 銲道金相組成變化…………………………………57 4-1-2 銲後熱處理之銲道組織變化………………………65 4-1-3 氮對試片熱處理後析出相之影響…………………72 4-2 腐蝕測試…………………………………………………85 4-2-1 浸泡腐蝕重量損失及孔蝕觀察……………………85 4-2-2 動態極化腐蝕測試結果……………………………92 第五章 結論……………………………………………………116 第六章 參考文獻………………………………………………11910070480 bytesapplication/pdfen-US2507雙相不銹鋼添加氮氣雷射銲接顯微組織腐蝕性質2507 duplex stainless steelsadding nitrogenlaser weldingmicrostructurecorrosion propertiesthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/55371/1/ntu-95-R93527014-1.pdf