助銲劑對銲道微硬度之影響

第四章結果與討論

4.4 助銲劑對銲道微硬度之影響

先針對銲接前之母材作微硬度測試，由圖 4-22、圖 4-23 之 718 及 304 母材微硬度分佈可知，718 母材硬度之分佈約介於 220~250 Hv (Hardness Vickers)之間，304 母材硬度分佈於 180~210 Hv；若取其平均值，則 718 母材的硬度約為 231.8 Hv，304 母材則為 192.4 Hv。

依據章節 3.8 之規範，取圖 3-8 之 A 區，試驗荷重採 500 公克，荷重加壓時間為 10 秒鐘，而量測位置則為距銲件表面下 1 mm 處，且每點間隔 0.5 mm 測量硬度，共壓測 41 點，最後再將量測之值記錄，並繪製成硬度分佈曲線。由所使用的助銲劑種類來分類，將銲道線(Fusion line)內及左、右的硬度值各取平均值，即 718 側和 304 側，並依所使用的助銲劑種類來製圖，

如圖 4-24 所示。

圖4-22微硬度分佈曲線- 未銲接之718母材

圖4-23微硬度分佈曲線- 未銲接之304母材

150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250

10 8 6 4 2 0 2 4 6 8 10

Hardness(Hv)

Distance from the weld bead center

母材1 母材2

由圖 4-24 中之數據可知，因為異種材料銲接，兩種未銲接母材之硬度差距約有 40 Hv 左右，所以無論是否使用助銲劑，或使用不同種類的助銲劑下，銲道線內的硬度平均值皆小於銲件硬度總平均值；且銲件硬度總平均值又大於銲道線右側(304 區)的硬度平均值，小於銲道線左側(718 區)的硬度平均值。其中以添加助銲劑 SiO2-NiO 銲道線內硬度平均值 209.52Hv 最大，其次為 MoS2-NiO 的 205.2Hv。而添加助銲劑 SiO2時，使得銲道線內硬度平均值下降為 188.53Hv，比未添加助銲劑之銲件硬度降低 12.49Hv，也是唯一銲道線內硬度平均值比 304 母材(192.4Hv)還低的特例。

圖4-24使用不同助銲劑之銲道線內外微硬度平均值

由圖 4-25 至圖 4-35 之微硬度分佈曲線可觀察到，銲接之母材在熱影響區之硬度，並沒有因為銲接時的高溫而造成熱影響區發生析出硬化，

反而在靠近銲道熔融線附近晶粒粗化之區域，有硬度下降之現象，但此區域不大，因此硬度很快地接近母材之平均硬度。

其中比較特別的是添加 SiO2之試片，其硬度在 718 區一過熔融線後急速下降，之後馬上就趨於穩定，也造成它的銲道線內硬度平均值比未銲接的 304 母材還低，如圖 4-26 所示。這是因為 Inconel 718 超合金銲道中 Laves 相會在凝固過程中偏析形成，因其含有大量之 Nb 而使基地的 Nb 含量降低，

故造成合金強度降低。故整體而言，銲接過後之母材其銲道硬度才會下降。

圖4-25微硬度分佈曲線- Withoutflux