機械性質測試結果與分析

表 4-4 為 C-250 經順流旋形加工及不同時效熱處理製程條件後之 拉伸機械性質結果。

表4-4 旋形 C-250 經不同時效強化熱處理之機械性質 Sample code Heat treating process YS (MPa)

(0.2% offset) UTS (MPa) Elongation (%) (Gage 50.8 mm)

AMS 6520D 1689 1758 2.5

SF As 1064 1173 6.2

FA1 Forming→aging(480℃/1h/AC) 1603 1618 3.8 FA3 Forming→aging(480℃/3h/AC) 1881 1909 4.1 FA6 Forming→aging(480℃/6h/AC) 2014 2058 3.9 FA450 Forming→aging(450℃/6h/AC) 1861 1887 4.2 FA510 Forming→aging(510℃/6h/AC) 1853 1927 5.0 FA540 Forming→aging(540℃/6h/AC) 1661 1740 8.2

由表4-4 及圖 4-10 顯示，旋形麻時效鋼在 480℃時效溫度條件下，

時效時間對機械性質的影響。試片經 480℃/1h/AC 時效熱處理後，其 降伏強度（Yield strength）與抗拉強度（Tensile strengh）雖未及 AMS 6520D 規範規格，但與固溶旋形試件（58-SF）相比已分別提升 51%

及 38% 。 經 480℃/3h/AC 及 480℃/6h/AC 時 效 熱 處理 後 ， 則 以 480℃/6h/AC 時效熱處理之效果為最佳，其降伏強度及抗拉強度分別 高出規範值19%及 17%。溫度效應雖抵消部份旋形冷作加工之強化效 果，然而大部分之硬化效果與時效析出複合作用相加下，仍使材料強 度大幅提升。

而延伸率方面，C-250 試片經 480℃/1、3、6h/AC 之不同時效強 化 處 理 ， 皆 可 滿 足 AMS 6520D 規 範 規 格 （ >2.5% ）。 但 試 片 在 480℃/1h/AC 之時效強化條件下，其拉伸強度尚未達到最高值，而延 伸率卻是此三種條件下最低，如 4-10 圖所示。造成此現象之原因乃旋

形加工後直接時效熱處理，因析出強化不完全，且冷加工造成差排相 互 糾 結 效 果 仍 在 及 新 的 金 屬 間 化 合 物 析 出 ， 阻 礙 著 差 排 滑 移

（Dislocation slip）等[3,65]，使塑性變形能力大減，導致延伸率下降。

當時效時間達六小時，C-250 試片已充分時效析出強化，使降伏及抗 拉強度達最大值，且延伸率亦高於規範值56%，與 FA3 試件拉伸強度 結果相近，顯示在 480℃的時效硬化處理條件下，其機械性質是穩定 的。

圖 4-10 旋形 C-250 經不同時間之時效熱處理之機械性質比較

C-250 旋形材料在時效時間六小時條件下，其時效溫度對機械性 質的影響，如圖 4-11 所示。除過時效溫度（540℃）降伏及抗拉強度 未達 AMS 6520D 規範，其餘不足時效溫度（450℃）、標準時效溫度

（480℃）及過時效溫度（510℃）皆滿足規範規格。不足時效溫度部 份，雖析出強化不完全，然而受到加工硬化及時效析出的雙重影響，

其降伏及抗拉強度仍分別增加74%及 61%。過時效溫度部份，當時效 溫度至 540℃，由於析出粒子開始粗大化及產生微量質軟的逆變態沃 斯田鐵，同時，高溫時基地相對於合金元素的溶解度提高，析出相相 對的減少[3,64]，使材料強度下降未達 AMS 6520D 規範值，但延伸率 則高於規範值的229%。由圖 4-11 顯示，過時效溫度（540℃）之延伸 率為試驗的最大值，符合 Floreen 建議[2]：欲增加材料之延伸率可藉 由提高時效溫度及拉長時效時間兩方式改變麻時效鋼機械性質。

Aging temperature (℃)

圖 4-11 旋形 C-250 經不同溫度之時效熱處理之機械性質比較