1.
以峰值應力為組合方程式的分析結果，顯示 IN600 在高溫變形時，可用雙曲線正 弦函數律來表示變形時，應變速率、溫度及應力之間的關係。其應力指數 n 值為 4.8。此結果顯示，Inconel 600 鎳基超合金的熱變形機制為差排潛變。由組合方程 式所得活化能 Q 值 345 kJ/mol。2.
由組合方程式分析的結果，將α 值在雙曲線正弦函數律中視為常數和後續求得其 他組合參數，由此組合方程式來計算 IN 600 在高溫變形之峰值應力，計算值與 熱壓實驗之峰值應力相符。3.
將應變導入作為組合關係的參數，分析出不同應變下之組合參數，由本實驗設定 Inconel 600 變形條件，應變速率及變形溫度輸入組合方程式，計算出不同應變下 之流變應力。其計算與實驗流變應力值之間差異並不大。因此將組合方程式參數 與應變作圖，可將組合參數改為用多項式函數表示，得到不同應變下之組合參數。4.
除了特殊變形條件產生嚴重的晶粒成長。在固定應變速率時，再結晶晶粒尺寸隨 溫度增加而增加；反之，固定溫度下，當應變速率增加，再結晶晶粒尺寸是隨之 下降。而微結構主要可分為三類，嚴重的晶粒成長、再結晶晶粒及再結晶晶粒發 生晶粒成長、均勻細小再結晶晶粒。5.
Z 值與微結構之關係，當 Z 值增加時，其再結晶晶粒尺寸隨之下降；反之，Z 值下降時，其某些再結晶晶粒會發生晶粒成長。Z 值降到最小值時，其晶粒結構會 跳過再結晶過程。而是直接發生嚴重的晶粒成長。
6.
在相近 Z 值的變形條件下，產生不同的顯微結構。由低溫、低應變速率時全部細 小晶粒，到提升溫度及應變速率產生較為粗大的晶粒。溫度增加的作用在於提升 動態再結晶驅動力，但是提升應變速率卻是降低動態再結晶驅動力。由兩者觀點 來看，提升溫度影響微結構變化的程度大於應變速率提升。因為溫度增加，其動26
態再結晶晶粒逐漸增大，表示溫度提供更多能量給予再結晶晶粒；但變形速率增 加，變形時間縮短，卻無法得到晶粒細化的作用。
7.
顯微結構隨應變之變化，高 Z 值時，低應變會產生項鍊狀的不連續動態再結晶，隨應變增加再結晶數量逐漸增加。但在溫度 900 ℃下，應變速率降低有助於再 結晶均勻性增加。低 Z 值變化，低應變由雙晶變形和再結晶主導，到高應變後會 出現晶粒成長，且於晶界上產生再結晶。在相同應變速率 1 S-1時，變形溫度由 900 提升至 1050 ℃，能促使在低應變下，不連續動態再結晶變得較為均勻；高 應變下的殘留壓縮晶粒也能有效改善。
8.
EBSD 實驗所得變形溫度 1050 ℃、應變速率 1 x 10-3 s-1之不同應變下顯微結構 分析，初期部分區域產生再結晶，到達應變 0.6 時則是產生嚴重的晶粒成長。可 清楚看出雙晶特徵，大多數都為退火雙晶。其晶粒尺寸分佈圖。隨著應變量增加，其小晶粒百分比隨著增加，ε=0.4 時為最大值，持續變形後小晶粒百分比變為下 降，大晶粒的百分比轉為增加。
27
參考文獻
[1] H.J McQueen, W. Blum, Mater. Sci. Eng. A290 (2000) 95.
[2] H.J McQueen, H. Mecking, Creep and Fracture of Engineering Materials and Structure, Pineridge Press, Swansea, UK, 1984, pp. 169.
[3] H.J McQueen, Mat. Sci. Eng. A101 (1987) 149.
[4] A. Najafizadeh, S. Yue, J.J. Jonas, ISIJ Int. 32 (1992) 213.
[5] H.J McQueen. N.D Ryan, Mater. Sci. Eng. A322 (2002) 43.
[6] M. Ueki, S. Horie, T. Nakamura, Mater Sci Technol 3 (1987) 329.
[7] T. Mohri, M. Mabuchi, N. Nakmura, T. Asahina, H. Iwasaki, T. Aizawa, K. Higashi, Mater. Sci. Eng. A290 (2000) 139.
[8] H.J McQueen, D.L. Bourell, J. Met. 39 (1987) 28.
[9] R.D Doherty, D.A Hughes, F.J. Humphreys, J.J. Jonas, D. Juul-Jensen, M.E.Kassner, W.E. King. T.E. McNelley, H.J. McQueen, A.D Rollett, Mater. Sci. Eng. A238 (1998) 219.
[10] T. Sakai, J.J. Jonas. Acta Metall. 32 (1984) 189.
[11] C.M Sellars, Phil. Trans, Royal Soc. A288 (1978) 147.
[12] U.F. Kocks, H. Mecking, Prog. Mater. Sci. 48 (2003) 171.
[13] A. Mwmbela, E.V. Konopleva, H.J McQueen, Scripta Mater. 37 (1997) 1789.
[14] H.T Zhou, X.Q. Zeng, C.J. Ma, W.J. Ding, Acta Metall. 17 (2004) 155.
[15] O.D. Sherby, P.M. Burke, Prog. Mater. Sci. 13 (1966) 323.
[16] O.D. Sherby, J. Wadsworth, Prog. Mater. Sci. 33 (1989) 169.
[17] F.A. Mohamed, T.G. Langdon, Acta Metall. 22 (1974) 779.
[18] F.A. Mohamed, Mater. Sci. Eng. 38 (1979) 73.
28
[19] O.D. Sherby, P.M. Burke, Prog. Mat. Sci. 13 (1967) 325.
[20] Shuai WANG , Lei WANG , Yang LIU , Guohua XU , Beijiang ZHANG, Guangpu ZHAO, Acta Metall. Sin.(Engl. Lett.). 24 (2011) 295-300
[21] Y. Wang, W.Z. Shao, L. Zhen, X.M. Zhang, Mat. Sci. Eng. A 486 (2008) 321–332.
[22] Y.S. Li, Y. Zhang, N.R. Tao, K. Lu, Acta Materialia 57 (2009) 761-772
[23] M. Jafari, A. Najafizadeh, J. Rasti, International Journal of ISSI,4 (2007) 16-23.
[24] H.J McQueen, C.A. Imbert, J. Alloys Compd. 378 (2004) 35.
[25] Meysam Jafari, Abbas Najafizadeh, Mat. Sci. Eng. A 501 (2009) 16–25.
29
表2-1 Inconel 600 化學成分組成表
表4-1 Inconel 600 不同變形條件之 lnZ 值
ln Z 900 ℃ 950 ℃ 1000 ℃ 1050 ℃ 1100 ℃ 1150 ℃ 1x10-3 s-1 27.62 26.20 24.90 23.70 22.59 21.55 1x10-2 s-1 29.92 28.51 27.21 26.00 24.89 23.85 1x10-1 s-1 32.22 30.81 29.51 28.31 27.19 26.16 1 s-1 34.52 33.11 31.81 30.61 29.49 28.46 10 s-1 36.83 35.41 34.11 32.91 31.80 30.76 Element C Mn Si P Ni Cr Fe Ti
Wt% 0.08 0.75 0.35 0.009 72.8 15.9 9.41 0.22
30
圖2-1 Inconel 690 鎳基超合金熱壓實驗應力-應變關係圖
圖2-2 冷加工後退火製程示意圖
圖2-3 回復過程示意圖
(a)糾結差排；(b)晶胞結構形成；(c)差排消失與重組；(d)次晶粒形成(e)次晶粒成長
31
圖2-4 幾何動態再結晶
32
圖2-5 不連續動態再結晶示意圖 (a)晶界上開始發生再結晶成核 (b)再結晶成核數量增多，並相連形成項鍊組織 (c)整體微結構形成均勻再結晶，為完全再結晶
(d)完全在結晶後，開始產生晶粒成長
圖2-6 晶粒成長
33
圖3-1 Inconel 600 初始金相顯微結構
34
圖3-2 實驗流程圖 Inconel 600 鎳基超合金 圓柱試件尺寸：ψ9x12 mm
熱壓實驗
溫度：900~1150 ℃，間隔 50℃ 。 應變速率：1x10-3 ~ 10 s-1
組合方程式分析 α,n,Q,Z,A 組合參數
模擬流變應力
顯微結構分析 EBSD 分析 微結構隨應變變化
Z 值參數與微結構相互關係
35
圖4-1 固定應變速率、不同溫 度之應力-應變曲線圖
36
圖4-2 固定變形溫度、不同應變速率之應力-應變曲線圖
37
圖4-3 Inconel 600 鎳基超合金在不同應變速率下，峰值應力與溫度之關係
38
圖4-4 Inconel 600 壓縮試件在不同溫度下，應變速率(ln𝜀̇)與峰值應力 (ln[sinh(𝛼𝜎𝑝)])之關係圖
圖4-5 不同應變速率下，峰值應力峰值應力(ln[𝑠𝑖𝑛ℎ(𝛼𝜎𝑝)])與溫度倒數之關 係圖。
39
圖4-6 Inconel 600 熱壓實驗 Z 值(lnZ)與峰值應力(ln[𝑠𝑖𝑛ℎ(𝛼𝜎𝑝)])之關係圖。
圖4-7 峰值應力計算值與實驗值比較的關係圖。
40
圖4-8 組合參數 n、Q 及 A 值與應變的關係圖。
41
圖4-9 固定應變速率下，計算與實 驗流變應力值比較之關係圖。
42
圖4-10 固定變形溫度下，計算與實驗流變應力值比較之關係圖。
43
44
圖4-11 變形溫度 900 ℃、不同應變速率之顯微結構圖 (a)1x10-3 S-1 (b)1x10-2 S-1 (c)1x10-1 S-1 (d)1 S-1 (e)10 S-1
45
46
圖4-12 變形溫度 950 ℃、不同應變速率之顯微結構圖 (a)1x10-3 S-1 (b)1x10-2 S-1 (c)1x10-1 S-1 (d)1 S-1 (e)10 S-1
47
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圖4-13 變形溫度 1000 ℃、不同應變速率之顯微結構圖 (a)1x10-3 S-1 (b)1x10-2 S-1 (c)1x10-1 S-1 (d)1 S-1 (e)10 S-1
49
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圖4-14 變形溫度 1050 ℃、不同應變速率之顯微結構圖 (a)1x10-3 S-1 (b)1x10-2 S-1 (c)1x10-1 S-1 (d)1 S-1 (e)10 S-1
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圖4-15 變形溫度 1100 ℃、不同應變速率之顯微結構圖 (a)1x10-3 S-1 (b)1x10-2 S-1 (c)1x10-1 S-1 (d)1 S-1 (e)10 S-1
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圖4-16 變形溫度 1150 ℃、不同應變速率之顯微結構圖 (a)1x10-3 S-1 (b)1x10-2 S-1 (c)1x10-1 S-1 (d)1 S-1 (e)10 S-1
55
圖4-17 所有變形條件下，lnZ 值分佈圖。
56
圖4-18 不同變形條件下顯微結構圖 (a)1150 ℃，1x10-3 S-1 (lnZ=21.55) (b)1100 ℃，1x10-3 S-1 (lnZ=22.59)、(c)1050 ℃，1x10-2 S-1 (lnZ=26)
57
圖4-19 不同變形條件下顯微結構圖 (d)1000 ℃，1x10-1 S-1 (lnZ=29.51) (e)950 ℃，1 S-1 ；(lnZ=33.11)、(f)900 ℃，10 S-1 (lnZ=36.83)
58
圖4-20 相近 Z 值之變形條件顯微結構圖(a)950 ℃，1x10-1 S-1 (lnZ=30.81) (b)1050 ℃，1 S-1 (lnZ=30.61)、(c)1150 ℃，10 S-1 (lnZ=30.76)
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圖4-21 變形溫度 900 ℃、應變速率 1 S-1 (lnZ=34.52)之不同應變下顯微結 構圖(a)ε=0.2，(b)ε=0.4，(c)ε=0.6，(d)ε=0.8。
61
圖4-22 變形溫度 900 ℃、應變速率 1x10-1 S-1 (lnZ=32.22)之不同應變下顯 微結構圖(a)ε=0.2，(b)ε=0.4，(c)ε=0.6，(d)ε=0.8。
62
圖4-23 變形溫度 1050 ℃、應變速率 1 S-1 (lnZ=30.61)之不同應變下顯微 結構圖(a)ε=0.2，(b)ε=0.4，(c)ε=0.6，(d)ε=0.8。
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圖4-24 變形溫度 1050 ℃、應變速率 1x10-3 S-1 (lnZ=23.7)之不同應變下顯 微結構圖(a)ε=0.2，(b)ε=0.4，(c)ε=0.6，(d)ε=0.8。
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圖4-25 EBSD 實驗，變形溫度 1050 ℃、應變速率 1 x 10-3 S-1之不同應變 下顯微結構分析 (a)ε=0.2，(b)ε=0.4，(c)ε=0.6，(d)ε=0.2 局部放大