三、 研究方法與步驟
4.4 熱處理對 FeCoNiCrCuAl x C 0.1 高熵合金銲件之影響
4.4.1 FeCoNiCrCuC 0.1 高熵合金銲件
圖 4-17 為 FeCoNiCrCuC0.1高熵合金銲件經 800℃不同持溫時間之熱處 理硬度變化圖，其中於 0.5 小時熱處理後空冷，其銲道硬度約為 Hv250，與 未熱處理前硬度相近。當處理時間增長為 2 小時後，其銲道硬度有下降之 趨勢，應為過時效，銲道於凝固過程產生之熱應力逐漸降少所致，而母材 則無明顯變化；當熱處理時間增加至 4 小時後，銲道硬度則有上升現象，
類似高溫析出，而母材硬度仍無明顯變化，二者差異在於銲道凝固速度較 母材為快，故銲道基地之元素飽和濃度較高，因此在較短之熱處理時間後 空 冷 ， 即 可 獲 得 高 溫 析 出 強 化 效 果 。 於 800 ℃ 熱 處 理 8 小 時 後 ， FeCoNiCrCuC0.1 高熵合金銲件之銲道與鑄造態母材硬度均介於 Hv260~300 之間，整體銲件硬度分佈呈現平穩，應為在長時間熱處理狀況下，除熱處 理 4 小時後之析出效應外，處理時間之增長，使高熵合金產生均質效果。
圖 4-18 為 FeCoNiCrCuC0.1高熵合金母材經 800℃不同持溫時間熱處理 之金相照片，受不同時間熱處理並無明顯差異。而銲道區域中在 0.5 小時處 理後，樹枝組織間出現球狀組織，而此組織隨熱處理時間增加至 4 小時而 有增大之趨勢，而此組織在處理 8 小時後，則有固溶進入樹枝組織之現象，
比對其硬度變化，此球狀組織應為提升強化原因之一。
圖 4-19 為以 SEM 觀察 FeCoNiCrCuC0.1高熵合金銲件之銲道球狀組織 之照片，此球狀組織出現於銲道樹枝間組織中，其球狀組織與鑄造態之富 銅偏析組織極為類似，由圖 4-19(a)中可以觀察到此偏析組織中存在有顆粒 狀結構，隨熱處理時間增長此顆粒狀消失，此外，於 800℃熱處理 2 小時後，
樹枝組織基地中出現微細顆粒散佈，應為高溫析出所致，當熱處理時間延 長至 8 小時後，樹枝組織基地散佈之微細顆粒則有減少之趨勢。由金相觀 察及 SEM 觀察可以得知 FeCoNiCrCuC0.1高熵合金銲件之銲道硬度受到樹枝 組織基地微小析出物及樹枝間偏析組織之影響。
(2)900℃熱處理
圖 4-20 為 FeCoNiCrCuC0.1高熵合金銲件經 900℃熱處理硬度變化圖，
經 0.5 小時熱處理時，銲道硬度在 Hv220~260 之間，與母材硬度呈現平穩 變化。當熱處理 2 小時後，銲道硬度變化不大，而母材硬度則有局部位置 有上升現象，此點應為母材偏析組織產生析出現象所致。熱處理 4~8 小時，
母材硬度呈現平穩，此溫度區間可視為較為穩定之均質化或固溶化區間，
而在銲道則出現高溫析出強化現象，而使硬度有上升之趨勢。
圖 4-21 為 FeCoNiCrCuC0.1高熵合金銲件經 900℃不同持溫時間熱處理 之金相照片，其中，母材在金相觀察中無明顯變化，而在銲道部分則與 800
℃相同出現顆粒狀組織，在 0.5~4 小時間進行熱處理，其銲道顆粒狀組織無 明顯增大之現象，惟在 4 小時熱處理時，部分顆粒狀組織有球化之現象，
當熱處理時間增加至 8 小時後，則可明顯觀察到此顆粒狀組織有擴大之現 象，此外，亦可觀察到顆粒狀組織沿樹枝狀結構方向成長。
(3)1000℃熱處理
圖 4-22 為 FeCoNiCrCuC0.1高熵合金銲件經 1000℃熱處理硬度變化圖，
其中，經 0.5 小時熱處理時，銲道、熱影響區、母材硬度在 Hv190~260 之 間，三區之間沒有特別差異，有均質化之現象。經 2 小時熱處理後，整體 硬度分佈亦為穩定，僅在母材有局部硬度上升，為基地相及偏析組織受熱 處理後，有局部析出強化現象。經 4~8 小時熱處理，銲道則呈現析出強化 現象，此點與 900℃熱處理之現象相似。
圖 4-23 為 FeCoNiCrCuC0.1高熵合金銲件經 1000℃不同持溫時間熱處理 之金相照片，其中，母材組織在不同熱處理時間下，無明顯變化，而銲道 組織中，於樹枝間組織所產生之顆粒狀結構隨熱處理時間增長，其形狀逐 漸變小，而成沿樹枝狀成長方向之細長組織。
整體而言，FeCoNiCrCuC0.1高熵合金銲件在 800~1000℃間進行不同時 間之熱處理後，因凝固過程中產生熱應力，故有退火效應產生。此外，整 體銲件具有維持一定硬度。
100
銲道 熱影響區 母材
熱處理條件：800℃-0.5h-AC
熱處理條件：800℃-2h-AC
熱處理條件：800℃-4h-AC
熱處理條件：800℃-8h-AC
圖 4-18 FeCoNiCrCuC0.1高熵合金銲件經 800℃熱處理金相圖
(a)未熱處理
(b)800℃-2h
(C)800℃-8h
圖 4-19 FeCoNiCrCuC0.1高熵合金銲道 SEM 照片 (a)未熱處理(b)800℃-2h(C)800℃-8h
100
熱處理條件：900℃-0.5h-AC
熱處理條件：900℃-2h-AC
熱處理條件：900℃-4h-AC
熱處理條件：900℃-8h-AC
圖 4-21 FeCoNiCrCuC0.1高熵合金銲件經 900℃熱處理金相圖
100
銲道 熱影響區 母材
熱處理條件：1000℃-0.5h-AC
熱處理條件：1000℃-2h-AC
熱處理條件：1000℃-4h-AC
熱處理條件：1000℃-8h-AC
圖 4-23 FeCoNiCrCuC0.1高熵合金銲件經 1000℃熱處理金相圖
4.4.2.FeCoNiCrCuAl0.5C0.1高熵合金銲件