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粉末冶金及燒結研究所Powder Metallurgy and Sintering Lab國立臺北科技大學 材料科學與工程研究所 / 指導教授:吳明偉 博士(ext.):2721

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熱處理對積層製造Corrax麻時效不銹鋼之顯微組織及拉伸性質的影響

雷射粉體床熔化成形(laser powder bed fusion, LPBF)是金屬材料最主要的積層製造技術,但熱處理對各種LPBF金屬材料之機械性質異向性的影響尚未被明確釐清,此導致應用上具有不確定性。因此本計畫的首要目標在深入研究固溶處理(solution treatment, ST)、固溶+時效處理(solution-aging treatment, SAT)及列印方向(building direction, BD)對LPBF Corrax麻時效不銹鋼之顯微組織、織構、機械性質之影響,並探討熱處理與機械性質異向性之間的關聯性。另一方面,也評估LPBF Corrax在多孔結構材料方面之應用潛力。

    結果顯示由於LPBF製程之熱歷史差異,因此列印方向會使麻田散鐵晶粒尺寸、沃斯田鐵含量和晶界特徵產生輕微變化,並可觀察到試片在列印狀態(as-built, AB)下具有<111>α'||BD、<10>α'||X和<001>α'||BD的微弱織構存在。在SAT熱處理後,由於柱狀晶粒的粗大化,使得<10>α'||X織構略有增強,但其織構強度仍弱。除此之外,列印方向和熱處理並不會造成LPBF Corrax具有明顯的拉伸性質異向性。無論試片之熱處理狀態,水平列印試片皆具有跟垂直列印試片相近的強度和略高的伸長率。在AB狀態時,其原因為水平列印試片會發生相變態誘發塑性(transformation-induced plasticity, TRIP)效應。而在ST和SAT條件時,由於水平列印試片的麻田散鐵晶粒尺寸較小,且高角度晶界比例較高,因此可提供更大的裂紋擴展阻力。

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