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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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含硼粉末合金鋼之液相燒結機制、顯微組織、熱力學模擬研究

硼是粉末冶金的鐵基材料用於進行液相燒結時的常見元素,但是目前不同合金元素對含硼的粉末冶金鋼液相燒結的作用還沒有被完全地釐清。因此,本研究的目標是利用SEM、EPMA、EBSD、DSC和密度分析並結合熱力學模擬以釐清合金元素對Fe-xNi-0.5Mo-0.5C-0.4B (x=0-4 wt.%)粉末冶金鋼的液相燒結機制與顯微組織的影響。

 結果發現添加0.5 wt%C對液相燒結的結果影響最大,因為它會使液相燒結過程有二次液體形成,且在1250℃下液相燒結的液體體積分率會增加約5 vol%,進而提高試片的緻密化程度。且碳原子進入到液體中可以將化合物的結構改變,從M2B的硼化物轉變成M3(B, C)的硼碳化物(M代表的是金屬元素)。

除此之外,雖然Ni的添加可以小幅度地降低液體形成溫度,並提高液體體積的理論值,但無論是添加4 wt%Ni或0.5 wt%Mo對液相燒結的效果並沒有明顯的影響。藉由上述的研究結果可以驗證詳細的液相燒結機制,並且成功優化了Fe-xNi-0.5Mo-0.5C-0.4B粉末冶金鋼的燒結密度。

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