本文主要研究 AISI 4340 合金鋼，在彈性應力控制下之高週疲勞特性及
破壞分析。研究材料為AISI 4340 合金鋼，經淬火後分別回火於300℃
、500℃、700℃，回火時間2小時和24小時，所得之試件分為單軸拉伸及
軸向高週疲勞兩種。實驗乃是利用MTS 810 動態材料試驗機，分別進行拉
伸和軸向高週疲勞測試，從而獲知不同回火溫度、時間之試件，機械性質
與疲勞特性，再經掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察破斷表面之形態，穿透式
電子顯微鏡(TEM)觀察破斷口之內部顯微結構。實驗結果顯示：拉伸試驗
下，AISI 4340 合金鋼試件之降伏強度、最大抗拉強度、硬度及加工硬化
係數等拉伸機械性質，皆隨著回火溫度、時間的增加而變小，反之，伸長
率、斷面縮率則變大，但在回火300℃、24小時情況下則有低溫回火脆性
出現；最佳的強度、韌性組合出現於回火500℃、2小時下。破斷表面以窩
坑(Dimples)結構為主，內部顯微結構則為板條麻田散鐵與糾纏差排牆並
存，但隨著回火溫度提高而有些變化。高週疲勞試驗下，相同的應力振幅
，回火溫度、時間愈長的試件，疲勞壽命愈短；在相同的回火溫度、時間
中，應力振幅愈大，疲勞壽命愈短；而疲勞破斷表面皆可發現疲勞紋(
fatigue striation)，內部顯微結構則以板條麻田散鐵為主，但回火700
℃時則轉變為等軸肥 ，其中散佈著球狀碳化物。差排環常出現於軟化情
況中。
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