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研究生:李致宏
研究生(外文):J.H.Li
論文名稱:Ti-6Al-4V合金表面微結構分析
指導教授:王樂民王樂民引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國防大學中正理工學院
系所名稱:兵器系統工程研究所
學門:軍警國防安全學門
學類:軍事學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:97
中文關鍵詞:氧化膜介金屬化合物
外文關鍵詞:ESCA
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本文主旨在研究Ti-6Al-4V合金經TIG銲接後熱處理製程之氧化膜生成特性,探討不同的熱處理對銲件表面氧化膜生成之影響。本實驗使用XRD、ESCA(或稱XPS)及SEM來量測氧化膜之相關特性,經由XRD與ESCA分析,銲件各區(包含母材區、熱影響區與熔融區)之氧化膜以TiO2與Al2O3為主要之組成相,釩原子僅以V2O5存在於表層。鈦原子在高溫氧化之擴散過程中,其分佈量有往外層遞減趨勢,而鋁原子則有明顯往外層堆積(Pile Up)的現象,但在銲後退火處理(ANN./704℃/2hr/AC)之熔融區此現象較不明顯。另於銲後退火處理(ANN./704℃/2hr/AC)與銲後固溶(S.T./954℃/15min/WQ)加上時效處理(A.A./704℃/4hr/FC)之熔融區,因基材分別有α2-Ti3Al與γ-TiAl介金屬化合物存在,而影響此區Ti與Al原子擴散分佈情形。另藉由SEM觀察氧化膜表面與橫截面之微結構。
誌謝 ii
摘要 iii
ABSTRACT iv
目錄 v
表目錄 vii
圖目錄 ix
符號說明 xii
1. 前言 1
2. 文獻回顧 2
2.1 鈦與鈦合金 2
2.2 鈦合金的基本分類 2
2.2.1 型鈦合金 2
2.2.2 Near 型鈦合金 3
2.2.3 型鈦合金 3
2.2.4 Near 型鈦合金 3
2.2.5 型鈦合金 3
2.3鈦合金的穩定元素 4
2.4 Ti-6Al-4V合金 4
2.5鈦合金熱處理機制 5
2.5.1 退火處理 5
2.5.2 固溶化處理 6
2.5.3 固溶處理加時效 7
2.5.4 銲後熱處理 8
2.6 Ti-6Al-4V合金之顯微組織 8
2.7介金屬化合物,2-Ti3Al與-TiAl 8
2.8鈦及鈦合金接合方式 9
2.9鎢極惰性氣體電弧銲 9
2.9.1 TIG銲接原理與機構 9
2.9.2 熔填金屬 10
2.9.3 遮蔽方式 10
2.9.4 TIG銲接之優劣 11
2.10 鈦合金的氧化行為 11
2.10.1 金屬的氧化行為 11
2.10.2 氧化擴散機制 13
2.10.3 氧化物結構 13
2.10.4 Ti-6Al-4V合金氧化行為 14
2.10.5 2-Ti3Al與-TiAl的氧化行為 15
3. 實驗方法 27
3.1 實驗材料 27
3.2 實驗規劃 27
3.3 實驗流程 27
3.4 實驗儀器簡介 28
3.4.1 X光繞射儀 28
3.4.2 化學分析電子能譜儀 28
3.4.3 掃描式電子顯微鏡 29
4. 結果與討論 35
4.1 XRD繞射分析 35
4.2 ESCA能譜分析 36
4.2.1 氧化膜之Ti元素氧化型態分析 36
4.2.2 氧化膜之Al元素氧化型態分析 37
4.2.3 氧化膜之V元素氧化型態分析 37
4.2.4 氧化膜之O元素氧化型態分析 37
4.2.5 銲後熱處理對氧化膜Ti及Al元素分佈狀態之影響 38
4.3 SEM微結構觀察 39
4.3.1 氧化膜表面形貌之觀察 39
4.3.2 氧化膜橫截面微結構之觀察 39
5. 結論 91
參考文獻 92
自傳 97
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