D6AC 鋼不同回火溫度抗拉強度分析

圖 4-26 為旋形量 67%鋼管之電子束銲道試片經不同回火參數之降伏強度與抗拉強 度趨勢。未經回火銲道試片無明顯降伏點，降伏強度約為 1350.2 ±15.2MPa，依延伸率 判知為脆性材質，經250 至 550°C 回火處理，降伏強度與抗拉強度隨回火溫度升高而呈 先升後降趨勢。

由前述金相組織觀之，經250°C 回火銲道試片已初步形成回火麻田散鐵，相較於未 經回火銲道試片，降伏強度與抗拉強度自1193.2±13.2 MPa 與 1350.2±15.2 MPa 分別提升 至1263.5±12.5 MPa 與 1477.4±14.5 MPa （提升率分別為 5.9%與 9.4%），此係由於回火 處理消除銲道與熱影響區之殘留應力，並因晶粒細化提升材料強度；當回火溫度達350

°C 時，相較於未經回火銲道試片，降伏強度與抗拉強度分別提升至 1349.3±14.8 MPa 與 1472.1±15.3MPa （提升率分別為 16.9%與 9.0%），此時回火麻田散鐵跡象更為顯著，

殘留應力消除更為徹底；而回火溫度達450°C 時，降伏強度與抗拉強度呈遞減趨勢，分 別降為1309.3±14.5 MPa 與 1432.2±14.8 MPa （提升率分別降至 9.7%與 6.0%），此係因

回火麻田散鐵逐漸轉為肥粒鐵與雪明碳鐵，且回火溫度越高，相變化程度亦隨之遞增，

250 350 450 550 回火溫度(℃)

D6AC Heat treating process YS (0.2%

offset), MPa UTS,

MPa Y/T

ratio Elongation (gauge 50.8 mm), % RT Forming + EBW 1193.2 ±13.2 1350.2

±15.2 0.884 3.5 T-250 Forming + EBW+

Tempering 1263.5 ±12.5 1477.4

±14.5 0.855 7.2 T-350 Forming +

EBW+Tempering 1349.3 ±14.8 1472.1

±15.3 0.916 8.8 T-450 Forming + EBW+

Tempering 1309.3 ±14.5 1432.2

±14.8 0.914 10.1 T-550 Forming + EBW+

Tempering 1233.1 ±13.5 1306.3

±13.8 0.944 11.6

未回火

圖 4-27 為 78%旋形量鋼管之電子束銲道試片經不同回火參數之降伏強度與抗拉強 至947.1±10.8 MPa 與 980.5±11.2 MPa，延伸率則遽增至 13.2%，此應係較高回火溫度產 生較顯著晶粒成長效應所致。

D6AC Heat treating process YS (0.2%

offset), MPa UTS, MPa Y/T

ratio Elongation (gauge 50.8 mm), % RT EBW 1238.2±13.5 1390.1±14.2 0.891 3.2 T-250 Forming+ EBW +

Tempering 1271.2 ±15.7 1491.2 ±16.3 0.852 7.1 T-350 Forming+ EBW +

Tempering 1359.2 ±13.5 1494.3 ±14.8 0.910 8.1 T-450 Forming+ EBW +

Tempering 1324.6 ±11.8 1447.8 ±12.8 0.915 8.9 T-550 Forming+ EBW +

Tempering 1243.5 ±15.0 1312.2 ±15.2 0.948 10.3 T-650 Forming+ EBW +

Tempering 947.1 ±10.8 980.5 ±11.2 0.966 13.2

未回火

4.5.5 D6AC 鋼不同回火溫度拉伸破斷面觀察與分析

圖 4-28(a)至(e)為 67%旋形量之 D6AC 鋼不同溫度之拉伸破斷面，圖(a)顯示，當 未施予回火處理時，材料存在明顯的高密度之針葉狀破裂面，由不同倍率下觀察，其破 斷面除呈現準劈裂破斷外，亦有大小不均的縱向裂縫，研判其亦為未實施銲後熱處理，

所產生之延遲裂縫。而觀察圖(b)回火溫度 250°C 時，則仍屬脆性破裂面，而圖(c)隨回 火溫度上升至350°C 時，其破斷面的窩孔狀屬典型延性特徵。觀察圖(d)為回火溫度 450°C 時，此時已達再結晶溫度，使原本部分的麻田散鐵轉變為變韌鐵與肥粒鐵，而圖(e)達 550°C 時，窩孔狀之延性特徵更為明顯。由上述觀察結果得知，採適當的回火處理，能 夠有效消除銲道與熱影響區之殘留應力，並產生再結晶細化現象，以晶粒細化作為提升 材料的強度、塑性和韌性的方法。

(a) 67%旋形量之 D6AC 鋼未回火之拉伸破斷面

(b) 67%旋形量之 D6AC 鋼 250℃回火之拉伸破斷面

(c) 67%旋形量之 D6AC 鋼 350℃回火之拉伸破斷面

(d) 67%旋形量之 D6AC 鋼 450℃回火之拉伸破斷面

(e) 67%旋形量之 D6AC 鋼 550℃回火之拉伸破斷面

圖4-28 67%旋形量之 D6AC 鋼不同溫度之拉伸破斷面

圖 4-29(a)至(e)為 78%旋形量之 D6AC 鋼不同溫度之拉伸破斷面，圖(a)顯示，當未 施予回火處理時，其晶界處雜質為延晶界破壞影響銲件整體強度，為明顯之脆性破裂 面。而觀察圖(b)回火溫度 250°C 時，其雖較未回火時略具延性，但仍屬脆性破裂面，

而圖(c)隨回火溫度上升至 350°C 時，其破斷面的窩孔狀則屬典型延性特徵。觀察圖(d) 當回火溫度450°C 時，此時已達再結晶溫度，使原本部分的麻田散鐵轉變為變韌鐵與肥 粒鐵，此現象與67%旋形量之 D6AC 鋼相同。而觀察圖(e)達 550°C 時，麻田散鐵已轉 變肥粒鐵為蜂窩組織，尤其再進一步觀察圖(f)當回火溫度高達 650°C 時，其再結晶溫度 使麻田散鐵轉變為變韌鐵與肥粒鐵。

(a) 78%旋形量之 D6AC 鋼未回火之拉伸破斷面

(b) 78%旋形量之 D6AC 鋼 250℃回火之拉伸破斷面

(c) 78%旋形量之 D6AC 鋼 350℃回火之拉伸破斷面

(d) 78%旋形量之 D6AC 鋼 450℃回火之拉伸破斷面

(e) 78%旋形量之 D6AC 鋼 550℃回火之拉伸破斷面

(f) 78%旋形量之 D6AC 鋼 650℃回火之拉伸破斷面

圖4-29 78%旋形量之 D6AC 鋼不同溫度之拉伸破斷面