結果與討論

(1)鑄胚的顯微組織與集合組織

根據圖A01-12 可知，高矽鋼鑄胚中的柱狀晶長度由 2 cm 至 10 cm 不等，進 一步針對鑄胚中柱狀晶與等軸晶區域ND 面分析，其外觀照片與 EBSD 分析結果 如圖A01-14，其中圖 A01-14 (a)和(d)為鑄胚經過硝酸腐蝕後的金相照片，試片寬 度為10 mm，不論是柱狀晶或等軸晶區域，其晶粒徑均可達數厘米，由圖 A01-14 (b)和(c)柱狀晶區域的 ND 與 CD(casting direction)反極圖(Inverse pole figure, IPF)可 知，柱狀晶具有<100>//ND 的軸狀集合組織；而由圖 A01-14 (e)和(f)的等軸晶區域 反極圖可知，晶粒方位均勻分布，沒有特定的集合組織。換言之，柱狀晶與等軸 晶在ND 面的晶粒徑差異不大，但是在 CD 面沿 ND 方向的尺寸卻有很大的差異，

且前者有很強的<100>//ND 軸狀集合組織，而後者卻沒有明顯的集合組織。

圖A01-14 高矽鋼鑄胚 (a)~(c)柱狀晶區域試片和(d)~(f)等軸晶區域試片：(a)、(d) 光學金相、(b)、(e) ND方向的反極圖與(c)、(f) CD方向的反極圖

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(a)

(b)

圖A01-15 高矽鋼等軸晶(a) H熱軋板和(b) L熱軋板的ND與RD IPF和晶界分布圖

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圖A01-16 高矽鋼等軸晶H和L熱軋板晶粒粒徑的面積與數量比例分布圖

圖A01-17 高矽鋼等軸晶(a)H熱軋板的ND IPF、(b)軋延晶粒的集合組織鑑定與(c) 各個晶粒的{200}極圖

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圖A01-18 高矽鋼等軸晶(a)L熱軋板的ND IPF、(b)軋延晶粒的集合組織鑑定與(c) 各個晶粒的{200}極圖

將熱軋板在950 ^oC 退火 60 s 後，其 EBSD 分析結果見圖 A01-19。由 ND 和 RD 的 IPF 以及晶界分布圖可知，H 熱軋板絕大多數的區域均已再結晶(圖 A01-19(a))，晶粒徑約 50-200 μm，但在晶界分布圖中仍能觀察到一些低角度晶界密度 很高的區域，屬於殘留的軋延組織，其面積比例約占10%。而在 L 熱軋板(圖 A01-19(b))中，再結晶晶粒的粒徑比較大，約 100-400 μm，並從晶界分布圖中顯示已無 殘留的軋延組織。進一步透過極圖分析再結晶晶粒的集合組織，顯示不論是H 或 L 熱軋板中的再結晶晶粒都只有微弱的<100>//ND 集合組織。

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圖A01-19 高矽鋼等軸晶的(a)H熱軋板和(b)L熱軋板在950 ^oC退火60 s 後的ND與 RD的IPF、晶界分布圖與{200}極圖

(3)柱狀晶鑄胚熱軋組織

圖A01-20 為柱狀晶鑄胚 H 和 L 熱軋板沿 RD 方向的 EBSD 分析結果。綜合 ND/RD IPF 和晶界分布圖顯示，H 熱軋板的上下表面也有約 700 μm 厚的細晶層，

但是細晶層中多為粒徑50 μm 以上、內部充斥低角度晶界的晶粒，而較少粒徑 50 μm 以下的極細晶。在細晶層之間的軋延晶粒厚度可達 1 mm 以上，遠高於等軸晶 熱軋板的軋延晶粒厚度。此外，其中的再結晶晶粒數量也不多。相較於H 熱軋板，

L 熱軋板的細晶區出現在表面以下約 300 μm 的深度位置，且有大量粒徑 50 μm 以 下、內部無低角度晶界的極細晶。此外，軋延晶粒也極為粗大，在軋延晶粒的晶 界上出現少量的等軸再結晶晶粒。根據多個分析區域的統計，在細晶層之間的軋 延晶粒中，再結晶晶粒所占的比例只有5% (L 熱軋板) 至 10%(H 熱軋板)，且軋 延晶粒內部的低角度晶界密度都相當低。此外，部分試片的上下表面並無細晶層，

且少數區域觀察到shear bands 存在(結果未顯示)。

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(a)

(b)

圖A01-20 高矽鋼柱狀晶的(a) H熱軋板和(b)L熱軋板的ND與RD IPF以及晶界分布 圖

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針對H 熱軋板另一個區域的分析結果，如圖 A01-21，觀察由上到下共有 5 個 尺寸超過250 μm 軋延晶粒，在 Goss 和 Cube 方位主要分布在熱軋板次表面至 1/4 與3/4 厚度(1、4、5)，與等軸晶相似，α-fiber 則分布在中間區域的位置(2、3)，此 外，在軋延晶粒2 與 3 可觀察到多個不同集合組織在同一個柱狀晶原始晶粒裏頭，

從各個晶粒的極圖亦顯示出晶粒2 內結晶方位進行 ND 與 RD 方向旋轉，因此集 合組織能觀察到Rotated cube、Goss 與 Cube 方位。圖 A01-22 為 L 熱軋板的結果，

總共有10 個軋延晶粒，其中在中央的 3、4 與 6 號晶粒為α-fiber 方位，接近上下 表面1-2 與 7、9-10 號晶粒為 Goss 與 Cube 方位。分析在柱狀晶鑄胚的熱軋組織 兩類方位晶粒的面積比(α-fiber 與 Goss+Cube)，在 H 熱軋板中兩者比例約為 4：

5，而在 L 熱軋板中兩者比例約為 2：1。顯示降低再加熱溫度，則軋延晶粒的集 合組織有較多的傳統冷軋集合組織(α-fiber)。圖 A01-23 是取 Phi2=0^o與 45^o截面的 結晶方位分布函數(ODF)圖，觀察等軸晶與柱狀晶鑄胚在 H 與 L 熱軋板的集合組 織差異，結果顯示在等軸晶鑄胚 L 熱軋板有很強的 Goss 方位，在柱狀晶則沒有 此現象，此外，在柱狀晶鑄胚不論H 或 L 熱軋板，集合組織差異不顯著，能觀察 到很強的α fibers 方位，以及 Goss、Cube 等非傳統的軋延結晶方位。

圖A01-21 高矽鋼柱狀晶(a)H熱軋板的ND IPF、(b)軋延晶粒的集合組織鑑定與(c) 各個晶粒的{200}極圖

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圖A01-22 高矽鋼柱狀晶(a)L熱軋板的ND IPF、(b)軋延晶粒的集合組織鑑定與(c) 各個晶粒的{200}極圖

圖A01-23 高矽鋼等軸晶與柱狀晶在H與L熱軋板之結晶方位分布函數(ODF)，取 Phi2=0^o與45^o截面圖做比較

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上述柱狀晶鑄胚之熱軋板於 950 ^oC 退火 60 s 後，沿 RD 方向分析熱軋板顯 微組織，結果見圖 A01-24。其中 H 熱軋板扣掉表面細晶層後仍有約 40%區域尚 未再結晶，屬於殘留的軋延組織，而原先軋延組織形成的再結晶晶粒，粒徑大於 細晶層中的等軸晶晶粒徑。L 熱軋板(圖 A01-24(b))在退火後有較高的再結晶比例，

只有約10%的軋延組織殘留，但是再結晶晶粒徑比 H 熱軋板細小，約 50-200μm。

此外，極圖顯示再結晶的晶粒並沒有明顯的集合組織。

圖A01-24 高矽鋼柱狀晶的(a)H熱軋板和(b)L熱軋板在950 ^oC退火60 s 後的ND與 RD方向的反極圖和晶界分布圖與{200}、{111}極圖

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20000-100000 <100>//ND 200-1000 5-10

𝛂-fiber,