行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告
銅-鋅-錫/鋯合金之形狀記憶效應及相變態研究
計畫類別： 個別型計畫
計畫編號： NSC92-2216-E-002-030-
執行期間： 92 年 08 月 01 日至 93 年 07 月 31 日
執行單位： 國立臺灣大學材料科學與工程學研究所
計畫主持人： 王文雄
共同主持人： 徐永富
計畫參與人員： 鄭裕凱、徐正恩、李江浩、郭荷宏
報告類型： 精簡報告
處理方式： 本計畫可公開查詢
中 華 民 國 93 年 9 月 10 日
行政院國家科學委員會補助專題研究計畫成果報告
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※ 銅-鋅-錫合金之形狀記憶效應及相變態研究
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計畫類別：;個別型計畫
整合型計畫
計畫編號：NSC 92 – 2216 – E – 002 - 030
執行期間：92 年 08 月 01 日 至 93 年 07 月 31 日
計畫主持人：王文雄 國立台灣大學材料科學與工程學研究所教授
共同主持人：徐永富 國立台北科技大學材料與資源工程技術系副教授
計畫參與人員：鄭裕凱、徐正恩、李江浩、郭荷宏 國立台灣大學材
料科學與工程學研究所研究生
中 華 民 國
93 年 08 月 31 日
1
行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告
銅-鋅-錫合金之形狀記憶效應及相變態研究
A Study on the Shape Memory Effect and Phase Transformation of Cu-Zn-Sn Alloys
計畫編號：NSC 92-2216-E-002-030
執行期限：92 年 08 月 01 日至 93 年 07 月 31 日
主持人：王文雄 國立台灣大學材料科學與工程學研究所教授
共同主持人：徐永富 國立台北科技大學材料及資源工程系副教授
計畫參與人員：鄭裕凱、徐正恩、李江浩、郭荷宏 國立台灣大學材料科學與工
程學研究所研究生
中文摘要
本實驗以真空石英膠囊熔煉配置三種錫含量 為 3~5wt%之銅-鋅-錫合金來探討其形狀記憶效應 之相關特性。熔煉出來的鑄錠經800℃均質化與熱 輥軋後，試片分別在800℃~870℃進行固溶後再淬 火於-10℃的 10%NaOH 溶液中，利用示差熱分析 儀(DSC)及四點電阻量測來測定其變態溫度隨成 分變化之情形。熱處理後以掃描式電子顯微鏡 (SEM)及穿透式電子顯微鏡(TEM)觀察各試片之顯 微組織及相變化，並進行微硬度試驗及形狀回復率 測試，此外也以X-ray 繞射實驗分析其結晶構造。 實驗結果顯示，由X 光繞射及穿透式電子顯微 鏡分析可知，Cu-Zn-Sn 合金之母相為 B2(order BCC)結構，麻田散體為 M9R 結構。經 50 次熱循 環，其熱穩定性及形狀回復率仍維持相當不錯。且 Cu-Zn-Sn 合金在恆溫時效期間，其析出物的形貌 會隨著時效溫度的上升而有所變化，由DSC 的觀 察，可發現在228℃與 342℃之間有兩個吸熱峰， 第一個吸熱峰(250℃)為α1 plate 產生所造成，其結 構為 M9R，隨著溫度的上升，其析出物的結構會 轉變為FCC 之α phase，而第二個吸熱峰(300℃)則 為γ析出物的產生，結構為 BCC。 關鍵詞:形狀記憶效應，形狀回復率Abstract
In this experiment, three kinds of Cu-Zn-Sn alloys with 3~5wt% Sn were melted in evacuated quartz capsules. After homogenized and hot rolled at 800℃, the specimens were quenched into -10℃ NaOH solutions from 800℃~870℃. The effects of alloy additions on the transformation temperatures were determined by differential scanning calorimetry （DSC）and by means of measuring the variation of resistivity with temperature. Microstructures and crystal structures of the specimens after heat treatments were examined by scanning electron
microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM), and x-ray diffraction (XRD).
The results show that the crystal structures of parent phase and martensite of Cu-Zn-Sn alloy are B2 and M9R respectively. After fifty thermal cycles, they still have good thermal stability and shape recovery. The morphologies of the precipitates were changed with different aging temperature. Two endothermic peaks between 228℃and 342℃ were found on DSC heating curve, the first peak (250℃) is α1-plate
whose structure is M9R, and the second peak (300℃) is a BCC γ precipitate.
Key words: shape memory effect, shape recovery
1. 前言
形 狀 記 憶 合 金(Shape Memory Alloy，簡稱 SMA)是一種能夠記憶原有形狀的機能材料，當合 金在低於變態溫度下受到有限度的塑性變形後，可 由加熱的方式使其恢復到變形前的形狀，這種特殊 的現象稱為形狀記憶效應(Shape Memory Effect， 簡稱 SME)；而當合金在高於變態溫度下(T>Af)，
對合金施以一應力使其受到超出彈性限之荷重的 塑性變形後，釋放應力後將恢復到變形前的形狀， 此種特殊的現象稱為擬彈性(Pseudoelasticity，簡稱 PE)或超彈性(Superelasticity)，另外形狀記憶合金亦 具有高制震能力(High damping capacity)而被廣泛 應用於機械、醫工、軍事、能源及家電製品等方面， 是近年來頗受矚目的機能材料之一。而具有形狀記 憶效應的合金應需具備下列幾種特性: (1) 具熱彈性麻田散體變態 (2) 相變態具晶體學上的可逆性 (4) 母相及麻田散體相皆為序化結構 (5) 相變態過程中無差排滑移之不可逆塑性 變形 (6) 麻田散體內部的次組織為雙晶或疊差 1951 年 L.C.Chang 及 T.A.Read 在 金 鎘 (Au-47.5%Cd)中首次發現形狀記憶效應[1]之後，不
斷 的 有 新 的 形 狀 記 憶 合 金 被 發 展 出 來 ， 例 如 Ni-Al、In-Tl、Cu-Zn、Cu-Al-Ni、Fe-Pt、CuAlNi、 FeNiC、TiNi、CuZnAl……等等，然而形狀記憶合 金並不是只在金屬材料中發現，在陶瓷材料(Shape Memory Ceramics) [2]與高分子材料(Shape Memory
Polymers)[3]中均發現到形狀記憶效應。 一般形狀記憶合金種類可分為鐵系及非鐵系 合金兩大類，彼此各具有不同的優缺點。非鐵系的 形狀記憶合金具有較佳的形狀記憶效應及機械性 質，其中銅基形狀記憶合金[4,5]，具有較低廉的價 格與易於製造成型[6]的優點，但銅基形狀記憶合金 會因在使用溫度下發生時效而降低合金的形狀回 復率或造成材料脆化，因而減少材料的使用壽命。 另外鈦鎳基形狀記憶合金具有極佳的形狀記憶能 力、機械性質、抗疲勞強度、耐腐蝕及生物相容性 佳，與銅基形狀記憶合金並列為商用形狀記憶合金 之主要開發對象。 在以前的文獻中曾指出Cu-(33~35)wt%Zn-(3~ 3.5)wt%Sn 合金，具有形狀記憶效應，因為 β 相可 以產生多種的相變化，所以大部分的研究都集中在 β 相[7~8]。因此本實驗主要以Cu-33.5wt%Zn-(3~5) wt%Sn 作為研究材料，來觀察不同成份的 Sn 含量 對合金的影響，並觀察在不同的時效溫度及時效時 間的析出物種類、大小及分佈狀況及其對形狀回復 率的影響。
2. 實驗步驟
本實驗以真空石英膠囊熔配三種CuZnSn 形狀 記憶合金(成分如表 1 所示)。首先將封管後之真空 石英膠囊置於 1150℃高溫爐中熔煉，再快速冷卻 至 800℃進行 24 小時均質化處理，最後冰水淬而 得到合金鑄錠。將鑄錠經由 800℃熱軋成 1mm 厚 平板，再以慢速切片機切成 60mm×2mm×1mm 尺 寸之四點電阻、熱循環及彎曲試驗試片，和15 mm ×15 mm ×1 mm 的 SEM 及 XRD 試片。接著將試 片於800℃~870℃下進行 3 分鐘之固熔處理，並以 自由落體方式直接淬在-10℃的 10%NaOH 溶液 中，將固溶熱處理及淬火處理後之試片分別在矽油 及鹽浴爐中進行 185℃、225℃、250℃、275℃、 300℃、380℃各五分鐘的恆溫時效處理，在設定的 時效處理時間後將試片取出並直接水淬至室溫，以 獲得時效處理後之試片。 實驗內容包括:四點電阻變態溫度量測(其設 備如圖 1 所示)、EPMA、氧氮含量成分分析、熱 循環測試、形狀回復率測試、Hv 微硬度試驗、SEM 顯微組織觀察、XRD 及 TEM 之晶體分析與顯微組 織觀察。 表1 成分分析表 實際成分( wt﹪) 合金 編號 Cu(1) Zn(1) Sn(1) O(2) Ms(℃)(3) 3353 63.82 33.13 3.05 0.00234 55 3354 62.82 33.43 3.75 0.00635 -74 3355 62.33 32.95 4.72 0.00071 -135 1. Cu、Zn、Sn 使用 EPMA 分析 2. O 使用氧氮分析儀分析 3. Ms 使用四點電阻量測 圖1 四點電阻量測設備示意圖3. 結果與討論
3.1 熱循環對試片變態溫度之影響 為求本文的內容簡化通順，各合金試片分別以 3353、3354 及 3355 簡稱來表示。試片代號由四位 數代表，前面三碼代表Zn 含量(wt%)，後一碼則代 表Sn 含量，時效處理編號使用斜線(/)分開，斜線 前的數字表時效溫度(℃)，斜線後的數字表時效時 間(mins)，例如 225/5 表示 225℃時效 5 分鐘。 各試片代號則如表2 所示。3 表2 試片代號表 試片種類 試片代號 Cu-33.5Zn-3.0Sn 3353 Cu-33.5Zn-4.0Sn 3354 Cu-33.5Zn-5.0Sn 3355 3354 試片經過時效處理後之代號如下所示 185℃ 5 分鐘 時效 3354-185/5 225℃ 5 分鐘 時效 3354-225/5 250℃ 5 分鐘 時效 3354-250/5 275℃ 5 分鐘 時效 3354-275/5 300℃ 5 分鐘 時效 3354-300/5 380℃ 5 分鐘 時效 3354-380/5 表3 為 3354、3355 合金試片經由熱循環試驗 後，各個變態溫度與遲滯溫度(Af-Ms)之變化情 形，圖2 則為 3354、3355 試片經熱循環後之電阻-溫度遲滯曲線圖。其結果歸納如下: 1. 由實驗結果可知，3354 合金經過熱循環測試 後，結果顯示此合金並不因熱循環而造成其變 態溫度的大幅改變，代表其熱穩定性相當不 錯。從表3 中可發現經 50 次循環後，各變態 溫度約下降了2~12℃。 2. 而 3355 合金的熱循環結果顯示，Ms 與 As 溫 度隨著熱循環次數的增加幾乎保持不變，表示 無明顯的母相與麻田散體安定化之現象。另 外，觀察合金之溫度遲滯(Af-Ms)其改變不 大，表示熱循環穩定性佳。 表3 各合金試片於熱循環試驗後之變態溫度(℃) 合金編號 As Af Ms Mf Af-Ms 3354 1stcycle -88 -68 -74 -92 6 10thcycles -86 -72 -80 -92 8 20thcycles -88 -72 -80 -98 8 30thcycles -88 -70 -80 -98 10 40thcycles -90 -71 -82 -102 11 50thcycles -90 -74 -86 -102 12 3355 1stcycle -149 -120 -135 -163 15 10thcycles -140 -120 -133 -158 13 20thcycles -142 -114 -133 -158 19 30thcycles -145 -119 -138 -160 19 40thcycles -142 -118 -132 -159 14 50thcycles -145 -118 -132 -161 14 (a) (b) 圖2 各試片經熱循環後之電阻-溫度遲滯曲線圖: (a)試片 3354,(b)試片 3355. 3.2 Cu-Zn-Sn 合金之熱穩定性質 利用 DSC 量測可瞭解合金的熱穩定性質，圖 3 為 3354 合金由 60℃加熱至 530℃之 DSC 曲線 圖。由圖中可發現於250℃及 300℃溫度附近產生 兩個明顯的吸熱波峰，顯示在此溫度範圍可能有析 出物的產生，而合金之熱穩定性質也將受到影響。 圖 3 3354 合金加熱時之 DSC 曲線圖 3.3 時效對形狀回復率及硬度之影響 依據 DSC 曲線的變化，將試片分別於 185、225、250、275、300 及 380℃中進行五分鐘 的恆溫時效處理，接著進行微硬度與彎曲形狀回復 率量測。形狀回復率是形狀記憶合金的重要性質， 它是一種用以評估合金實用性的一項指標，在此將 對固溶處理及經過 50 次熱循環後之試片進行測 試，本實驗是採用彎曲試驗來量測合金的形狀回復
率。其結果歸納如下: 1. 經由實驗發現，3353 合金的形狀回復率為 77.5%，3354 合金的形狀回復率為 83.3%，而 3355 合金的形狀回復率為 87.5%，其所承受的 應變(strain)為 2.4%。 2. 另外對 3354 與 3355 進行 50 次循環的試片來 量測其形狀回復率，3354 與 3355 合金的形狀 回復率分別為81.3%及 80%，由此可發現經過 50 次循環後的試片，其形狀回復率均有下降的 趨勢，不過其仍具有80%以上的不錯形狀回復 率。 由圖4 的曲線變化趨勢可知，硬度值與形狀回 復率在250~275℃將發生劇烈的變化，此現象主要 是 α1-plate 開始在基地上析出所造成，由此可知 α1-plate 的析出將造成合金硬度明顯增加，但卻使 形狀回復率劇烈下降，且隨著時效溫度的增加，其 硬度值會隨之下降。經380℃時效 5 分鐘後之試片 則是出現脆化行為，試片經彎曲後即發生斷裂，完 全喪失形狀記憶能力。 圖4. 3354 合金之時效溫度與硬度、形狀回復率關係圖 (彎曲應變量為 2.4%) 3.4 X 光繞射分析 X 光繞射儀和 TEM 皆具判定晶體結構之功 能，在以往對形狀記憶合金晶體結構的判讀，主要 是藉由 TEM，其主要因素在於容易從電子繞射圖 形中區分出不同的結構，如[010]Zone 用以區分單 斜(monoclinic)和正交(orthorhombic)結構，也可以 藉由反相晶界(Anti-Phase Boundary，APB)及超晶 格繞射點(superlattice)的出現，來證明序化結構的 存在。 為了更深入瞭解時效後的析出物與相變化所 造成的結構變化，在此將對各時效試片進行X 光 繞射分析，而藉由實驗數據可獲得繞射平面{hkl} 之d 值，進而換算其晶格常數，而其麻田散體與 α1-plate 析出物是利用單斜晶系(Monoclinic)的公 式: 。將四個繞射面{hkl}與 d 值代入此四元聯立方程 式中，利用Mathematica 軟體程式計算出晶格常數 a、b、c 與 β 角，若算出之 β 角等於 90°，則可以 判定其為9R 結構，反之，若 β 角不等於 90°，則 為M9R 結構。 1. 固溶處理狀態之 3353、3354 及 3355 合金的 X 光繞射分析 首先圖5(a)、(b)、(c)分別為試片 3353、3354、 3355 的 X-ray 繞射圖，而(d)、 (e) 、(f)則是將各 試片旋轉90 度後的 X-ray 繞射圖。圖 5(a)、(d)經 過 Mathematica 軟體程式分析後可以發現 3353 試 片之波峰是由β1´麻田散體所提供，並計算出其晶 格常數a=5.038Å、b=2.048Å、c=19.083Å、β=88.8°， 其β 角不等於 90 度，並且在 X-ray 繞射圖中發現 有 (009) 的 繞 射 峰 ， 所 以 此 麻 田 散 體 為 M9R(Monoclinic)結構。而圖 4.10(b)、 (c) 、(e) 、 (f)，經由分析發現 3354 及 3355 試片之繞射峰均是 由β´母相所提供，所以其在室溫為β´(order BCC， B2)相，其晶格常數為 a=2.95Å。 圖5.固溶處理狀態之 3353、3354 及 3355 合金的 X 光繞 射分析圖:(a)、(b)、(c)分別為 3353、3354、3355 固 溶處理狀態,(d)、(e)、(f)分別為各試片旋轉 90 度 (β1':Martensite,β':Parent phase). (f) (e) (d) (c) (b) (a) β1'(310) β1'(009) β'(211) β'(110) β1'(115) β1'(201) β'(211) β'(110)
)
cos
2
sin
(
sin
1
1
2 2 2 2 2 2 2 2 2ac
hl
c
l
b
k
a
h
d
β
β
β
+
+
−
=
5 2. Cu-33.5Zn-4Sn 合金時效後之 X 光繞射分析 圖 6 為 3354 合金時效後之 X 光繞射圖，(b) 圖為 185℃時效 10 分鐘，而(c)圖為 225℃時效 5 分鐘，由於α1-plate 的析出隨著恆溫處理溫度的改 變，會有不同時間的析出潛伏期(incubation)，當變 態溫度越高時，其析出潛伏期則越短，可發現在此 時效溫度下，α1-plate 來不及析出，所以在室溫下 仍是母相的狀態; (d)、(e)圖為 250℃及 275℃時效 各 5 分鐘的 X-ray 繞射圖，在圖(d)中，可發現有 α1-plate 的峰值開始產生，其內部為母相與α1-plate
共存，此結果可以由TEM 與 SEM 來印証，而圖(e) 也是α1-plate 與母相共存，但因為較高溫的時效， 使α1-plate 成長，變的比較粗大，且分佈密度大為 提高;(f)圖為 300℃時效五分鐘的 X-ray 繞射圖，因 時 效 溫 度 的 更 高 ， 其 析 出 物 的 結 構 慢 慢 的 由 α1-plate 轉變成 FCC 結構的α phase，其晶格常數 a=6.307Å，其中也發現有γ析出物的產生，其晶格 常數a=8.598Å; (g)圖為 3354 合金在 380℃時效十 分鐘的 X-ray 繞射圖，其結構大多為母相與α phase。 圖6. 3354 合金經過不同時效之 X-ray 繞射圖: (a) 3354 固溶處理狀態,(b)3354-185/10, (c)3354-225/5, (d) 3354-250/5,(e)3354-275/5, (f)3354-300/5,(g)3354-380/10(β':Parent phase γ:Cu5Zn8 α1: α1-plate α:α phase).
3. Cu-33.5Zn-5Sn 合金時效後之 X 光繞射分析 圖7(a)、(b)、(c)分別是 3355 之固溶狀態、185 ℃時效十分鐘、380℃時效十分鐘的 X-ray 繞射圖， 圖(a)、(b) 的結構為母相，而圖(c)則有α phase 與γ 析出物的波峰產生。 圖7. 3355 合金經過不同時效之 X-ray 繞射圖:(a)3355 固 溶處理狀態, (b)3355-185/10,(c)3355-380/10 (β':Parent phase, γ:Cu5Zn8, α1: α1-plate, α:α phase).
3.5 SEM 顯微組織觀察 將時效後之試片進行SEM 顯微組織觀察，由 圖8(a)中可發現於 250℃時效期間，α1-plate 將首先 由晶界處開始異質生核，並以樹枝狀方式成長，隨 著時效溫度升高至275℃，析出物的數量與尺寸也 跟著增加，而在圖 8(c)~(d)中可發現在 300℃時效 期間，γ 析出物會於 α1-plate 與基地界面處開始析 出。而溫度持續升高至380℃後，γ 析出物的數量 亦隨之增加。由 SEM 的顯微組織觀察可知，圖 3 中 DSC 曲線的兩個吸熱峰分別表示 α1-plate 及 γ 析出物的生核成長行為。 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) β'(211) β'(110) α1(009) γ(631) α(311) β'(211) β'(110) β'(200) γ(631) α(311) (a) (b) (c) β'(200) β'(110)
圖8. SEM 顯微組織觀察: (a)3354-250/5, (b)3354-275/5,(c)3354-300/5, (d)3354-300/5 高倍率觀察,(e)3354-380/5, (f)3354-380/5 高倍率觀察. 3.6 TEM 顯微組織觀察與晶體結構分析 (1) Parent phase 之結構分析 (225℃時效 5 分鐘) 圖9(a)為 3354 合金經 225℃時效後之顯微組織 圖，顯示尚未有任何α1-plate 於 parent phase 基地
中析出，而由圖9(b)之 SADP 中的超晶格繞射點可 知，Parent phase 屬於序化之 B2 結構，另外也觀察 到典型的Ω streak 存在，經計算可知晶格常數 a = 2.951Å。 圖9. TEM 顯微組織觀察: (a)3354-225/5 明視野像, (b) 3354-225/5 之[100]Zone SADP 圖. (2) α1-plate 之結構分析 (275℃時效 5 分鐘) 圖 10 為合金 3354 於 275℃時效所生成的 α1-plate 析出物，其內部呈現高密度疊差，而由 SADP 圖分析可知，α1-plate 析出物為 M9R 結構， 晶格常數a = 5.038Å、b = 2.049Å、c = 19.083Å、β = 88.89 º。 圖10. TEM 顯微組織觀察: (a)3354-275/5 明視野像, (b) 3354-275/5 之暗視野像與[110]Zone SADP 圖. (3) α phase 之結構分析 (380℃時效 5 分鐘) 圖11 顯示 α phase 析出物內部疊差密度降低， 界面也較不平整，且周圍伴隨許多 γ 析出物的存 在。由SADP 分析可知為 FCC 結構，晶格常數 a= 6.307Å。 圖11. TEM 顯微組織觀察: (a)3354-380/5 明視野像, (b) 3354-380/5 之 暗 視 野 像 與 [111]Zone SADP 圖. (4) γ 析出物之結構分析 (380℃時效 5 分鐘) 圖12 顯示在 380℃時效溫度下，γ 析出物在 α phase 界面及 parent phase 基地上大量析出。圖 12(b) 顯示 parent phase(P)與 γ 共存之 SADP 圖(parent
7 phase 之繞射點以 P 表示)，經分析可知 γ 析出物屬 於Cu5Zn8之BCC 結構，其晶格常數 a= 8.598Å。 圖12. TEM 顯微組織觀察: (a)3354-380/5 明視野像, (b) 3354-380/5 之暗視野像與[113]Zone SADP 圖. (5) α1-plate 之樹枝狀模式成長 α1-plate 最初會在晶界處異質生核(如圖 8(a)所 示)，並隨著溫度的增高而向基地內部成長。圖 13 則顯示合金3354-250/5 的 TEM 顯微組織圖，可發 現α1-plate 呈現樹枝狀成長，即藉由析出物本身為 異質生核處而再次生核成長。 圖13. α1-plate 之樹枝狀模式成長 (6) α1-plate 交錯之成長模式 圖 14 為合金 3354-2750/5 之 TEM 顯微組織觀 察，大量的α1-plate 容易發生相互交錯的現象，隨 著析出物體積的增大，交錯處的成長將受到抑制而 產生大量的殘留應變(如圖 14(b)所示)。 圖14. α1-plate 交錯之成長模式: (a)顯示兩個不同方 向疊差之關係, (b)顯示所造成之殘留應變. (7) γ 析出物之生核模式 原本亞共析的 Cu-Zn-Sn 合金不會析出高 Zn 的γ 析出物，但由於 α1-plate 的不斷成長，使周圍 基地的Zn 原子濃度增高，超過其原子飽和固溶 限，使得γ 析出物在能量較高之界面處異質生核 ，並隨著溫度的提高而大量成長。圖15 顯示合 金3354-300/5 之 TEM 顯微組織圖。 圖15. γ 析出物之成核模式 (8) α phase 內部疊差方位之重新取向 圖 16 顯示合金 3354-380/5 之 TEM 顯微組織 圖，經由SADP 可證明，在 α phase 上下兩部分皆 同為[011]Zone 之 FCC 結構，顯示在同一個 α phase 內部中存在著兩種不同的疊差方位，且疊差內部伴 隨著差排的存在。隨著時效溫度增加，α1-plate 的 體積將逐漸成長增大，結構也將由 M9R 轉變成 FCC 的 α phase，在這成長的過程中，為了調適析 出物體積增加所造成的大量塑性變形，析出物會利 用內部疊差方位的重新取向，或是以差排來進行塑 性調節。
圖16. α phase 內部疊差方位之重新取向
4. 結論
1.本實驗所熔煉合金試片 3353、3354、3355 在固 溶處理後均具有熱彈性麻田散體變態之特性，基 地相為Parent Phase 者屬於 B2 結構，基地相為 麻田散體者屬於M9R 結構。 2.3354 與 3355 合金在經過 50 次的熱循環後，其變 態溫度不會因熱循環而造成大幅的改變，代表其 熱穩定性相當不錯。且兩合金再經過50 次熱循 環後的形狀回復率仍有80%以上。 3.當合金於 250℃時效期間會有樹枝狀的α1-plate 析出物產生，使硬度值有上升的趨勢，其為樹枝 狀的生長方式且是沿著其優選方向生長，而當大 量的α1-plate 析出時，其α1-plate 會有互相重疊的 交錯處，此處的晶格被嚴重扭曲且有殘留應變存 在其中。 4. γ 析出物會於 300℃時效期間於 α1-plate 與基地界 面處異質生核，隨溫度增高其析出量亦隨之增 大。 5. α1-plate 成長轉變至 α phase 的過程中，析出物會 以差排或是內部疊差的重新取向來進行塑性調 節。[參考文獻]
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[4]C. M. Wayman , J. Met. , 32(1980) p.129.
[5]Hiroyasu Funakubo , Shape Memory Alloys , p.176. [6]K. Otsuka and K. Shimizu , Int. Metals Review ,
31(1986) p.93.
[7]J. D. Eisenwasser and L. C. Brown,Metall. Trans 3(1972) p.1359
[8]I. Dvorak And E. B. Hawbolt,Metall. Trans. A 6(1975) p.95
致謝
感謝國科會計畫編號 NSC92-2216-E-002-030 的經費支援。
