熱機處理條件對織構組織與晶界性質的影響

從 EBSD 的結果來看，AR 試片再經過 500 ^oC 一小時的退火後，即 ARA 試片中，

如圖 3-50 所示，織構組織較弱或不明顯，但當試片經過熱機處理後，將呈現明顯的織 構。因此，透過各種可變化之熱機處理因素來分析織構組織與晶界性質所受到之影響。

3.4.1.1 冷加工與溫加工所產生之影響

TMT2 與 TMT2a 在製程上其差異，主要在 TMT2a 的回火次數大大減少，除此之外，

TMT2 乃是溫軋延，而 TMT2a 大部分的軋延過程均是在常溫下進行冷軋延。雖然，回 火溫度在 320 ^oC，似乎是偏高，但由於次數少且時間短，且其目的主要是避免試片的龜 裂以及幫助壓延順利之進行，故在此忽略其影響。因此，可從兩者之比較，來探討加工 溫度對晶界性質之影響及與低溫超塑性之關連。而兩製程之最後厚度均為 2 mm。

從幾次分析所得之極圖可看出，不管是冷軋延或溫軋延，均可分別發現 Copper texture、R-type texture 以及 Brass texture 之存在，也就是產生β-fiber texture，如圖 3-51 所示，而除了發現這三種織構以外，並無發現其它明顯織構。至於織構強度方面，雖無 法明確指出個別之強度，但大致上，兩者之β-fiber texture 強度均約為 20 ~ 30x。

如表 3-9 所示，為 TMT2 與 TMT2a 之晶界角度分佈及共位晶界所佔比例。從表上 可發現，經冷軋延後所得之低角度晶界 (36.3%) 會高於溫軋延之試片 (26.9%)；相反

的，冷軋延後高角度晶界 (56.7%) 則比溫軋延之試片 (63.6%) 低。顯然，溫軋延將有 助於提高高角度晶界之比例，而兩者之晶界角度分佈趨勢均明顯呈現所謂的 bimodal 分 佈，如圖 3-52。另外冷軋延與溫軋延之共位晶界在中高角度晶界中所佔之比例分別約為 17.1%及 18.7%，這樣的結果是很接近的；而與雙晶有關之晶界，即Σ=3ⁿ之晶界，兩組 試片均約佔總共位晶界的一半分量，而在中高角度晶界中，兩組試片分別約佔了 9.7%

及 9.1%。由此可發現，軋延溫度對共位晶界似乎影響不大。

3.4.1.2 相同熱機處理中不同軋延量所產生之影響

TMT1、TMT2、TMT3 以及 TMT4，均在相同的熱機處理條件下進行，只是軋延延 量不同，而這四組試片之最後壓延厚度分別為 1 mm、2 mm、1 mm 以及 0.5 mm。而藉 由這四組試片之比較，來探討壓延量對低溫超塑性材料中，微結構與晶界演化之影響。

經過熱機處理後，透過 EBSD 幾次的分析，這 四組試片均發現典型的β-fiber texture，如圖 3-46、3-51 (a)、3-54 (a) 及 3-55 (a) 所示，而織構之平均強度，大致上會 隨著軋延量之增加而逐漸下降，TMT1 織構強度約為 25 ~ 35x，TMT2 約為 20 ~ 30x，

TMT3 約為 15 ~ 25x，而 TMT4 則約為 10 ~ 15x。同樣的，在反極圖上，亦可發現同樣 的結果，如圖 3-47、3-51 (b)、3-54 (b) 及 3-55 (b) 所示。

從表 3-10 可發現，當軋延量增加時，低角度晶界所佔比例逐漸降低，約從 28.3%

降至約 16.6%，相反的，高角度晶界所佔比例則是越來越高，約從 61.3%增加至 70.9%，

並且原本為 bimodal 之晶界解度分佈趨勢逐漸轉換為散亂分佈，如圖 3-56 所示，因此，

隨著高角度晶界所佔比例之增加，將使晶界滑移之運作更多，使得低溫超塑性質亦被提 升至更廣及更高之應變速率範圍。而隨著軋延量的增加，共位晶界及Σ=3ⁿ之晶界在中 高角度晶界中所佔比例並無明顯之變化，平均約 18.0%及 9.0%，另外，這四組試片中，

Σ=3ⁿ之晶界平均亦佔總共位晶界約一半之比例。

3.4.1.3 不同熱機處理過程之影響

為了簡化繁雜之 TMT3 製程，故乃分別研製出 TMT3a 及 TMT3b 之製程，而三組 試片之最後厚度均為 1 mm。經過 TMT3a 之製程後，其織構組織主要依然為β-fiber texture，平均強度約為 15 ~ 25x；而經連續熱軋延及冷軋延之 TMT3b 試片，雖亦呈現

β-fiber texture，但強度明顯增強許多，約為 15 ~ 40x，如圖 3-57 (a) 及 3-58 (a) 所示。

同樣的，在反極圖上，亦可發現β-fiber texture 之存在，如圖 3-57 (b) 及 3-58 (b) 所示。

另外，在晶界角度分佈方面之比較，如表 3-11 所示，TMT3a 試片所得之結果，是 與 TMT3 試片相類似的，其低角度晶界所佔比例約為 29.1%，高角度晶界所佔比例約為 61.7%，此結果相對於 TMT3 試片之低角度晶界 (27.8%) 及高角度晶界 (63.3%) 所佔 比例是很接近的；而 TMT3b 試片則呈現不同之結果，其低角度晶界所佔比例約為 43.4%，明顯比 TMT3 及 TMT3 a 高得許多，相對的，其高角度晶界所佔比例 (50.5%)，

則比 TMT3 及 TMT3a 低，因此，從實驗上可以發現，TMT3 與 TMT3a 試片之低溫超塑 拉伸結果是很類似的，而含高比例低角度晶界之 TMT3b 試片，其低溫超塑性質則明顯 差了許多。在共位晶界方面，TMT3a 試片其共位晶界及Σ=3ⁿ之晶界在中高角度晶界中 所佔比例亦與 TMT3 試片相類似，所得之值約為 18.5%及 8.3%，並且Σ=3ⁿ之晶界亦佔 總共位晶界一半左右之比例；而 TMT3b 試片之共位晶界及Σ=3ⁿ之晶界在中高角度晶界 中所佔比例約為 18.7%及 11.3%，其共位晶界所佔比例乃與 TMT3 試片接近，而Σ=3ⁿ 之晶界則稍有偏高之趨勢。

因此，在經過不同溫度與不同軋延量之熱機處理後，織構強度與晶界角度之分佈明 顯會因軋延溫度、軋延量而產生變化，溫軋延及提高軋延量將降低織構強度，並有助於 提高高角度晶界之比例；而在簡化製程之 TMT3a 試片，織構強度及晶界角度分佈與 TMT3 試片相類似，但經連續熱軋延及冷軋延之 TMT3b 則呈現高強度之織構及高比例 之低角度晶界。而在這七種不同熱機處理過程中，我們發現，其對共位晶界及Σ=3ⁿ 之 晶界在中高角度所佔比例，並沒有明顯之影響，而Σ=3ⁿ 之晶界佔總共位晶界大約一半 之比例。