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系統識別號 U0026-2008201313542600
論文名稱(中文) 淬火環境及熱機處理對Ti-7.5Mo合金結構及性質研究
論文名稱(英文) Effects of quenching environment and thermomechanical treatment on structure and properties of Ti-7.5Mo alloy
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 材料科學及工程學系碩博士班
系所名稱(英) Department of Materials Science and Engineering
學年度 101
學期 2
出版年 102
研究生(中文) 何翊魁
研究生(英文) Yi-Kui He
學號 n56001145
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 117頁
口試委員 指導教授-陳瑾惠
指導教授-朱建平
口試委員-李經維
中文關鍵字 鈦鉬合金  熱機處理  機械性質 
英文關鍵字 Ti-Mo alloy  thermomechanical treatment  mechanical property 
學科別分類
中文摘要 實驗一,對於固溶處理之Ti-7.5Mo合金經由不同淬火環境冷卻,主要目的為探討淬火液及淬火溫度對固溶處理的影響。實驗分成三個部分討論:第一部分為水冷W1~W3℃。第二部分為油冷O1~O4℃。第三部分為鹽浴S1~S3℃。
水冷處理條件下降伏強度533MPa、拉伸強度864MPa、延性34%、彈性模數80GPa,結晶結構為α"相。油冷處理條件下降伏強度為610MPa,拉伸強度為890MPa,延性32%,彈性模數85GPa,結晶結構為α"相。鹽浴處理條件下有降伏強度760MPa、拉伸強度927MPa、延性有21%,彈性模數89GPa,結晶結構為α"相。
實驗二,實驗目的為探討Ti-7.5Mo合金經由熱機處理對疲勞性質的影響,疲勞測試選用應變8%的疲勞測試,熱滾壓H%固溶處理S度T2分鐘W2℃水淬條件下,疲勞周期為66648次。熱滾壓H%固溶處理S度T2分鐘W2℃水淬後時效處理A1度T3分鐘條件下,疲勞周期為29878次。熱滾壓H%固溶處理S度T2分鐘W2℃水淬後冷滾壓C%條件下,疲勞周期為82622次。熱滾壓H%固溶處理S度T2分鐘W2℃水淬後冷滾壓C%再時效處理A2度T3分鐘,疲勞周期為51614次。
英文摘要 The first test is about solution treatment by different quenching environment for Ti-7.5Mo alloy, discussed the effect of quench media and the temperature of quench media.The first experiment divided into three parts discussed:Water quenching,and temperture is from W1 to W3℃.Oil quenching, and temperture is from O1 to O4℃. Salt bath quenching, and temperture is form S1 to S3℃.
In the condition of water quenching,yield strength is 533MPa,tensile strength is 864MPa,ductility is 34%,elastic modulus is 80GPa,and crystal structure is α" phase.In the condition of oil quenching,yield strength is 610MPa,tensile strength is 890MPa,ductility is 32%,elastic modulus is 85GPa, and crystal structure is α" phase. In the condition of salt bath quenching,yield strength is 760MPa,tensile strength is 927MPa,ductility is 21%,elastic modulus is 89GPa, and crystal structure is α" phase.
The second test is about fatigue life by different thermomechanical treatment, the fatigue test is strain-controlled fatigue tests used 8%.HRH% ST(S,T2)water quenching,fatigue cycle is 66,648 times.HRH% ST(S,T2) A(A1,T3),fatigue cycle is 29,878 times. HRH% ST(S,T2)CRC%, fatigue cycle is 82,622 times. HRH% ST(S,T2)CRC%A(A2,T3),fatigue cycle is 51,614 times.
論文目次 摘要 I
Abstract II
致謝 III
總目錄 IV
表目錄 VIII
圖目錄 IX
第一章 前言 1
1-1 元素鈦的介紹 1
1-2 鈦的製備 5
1-3 鈦合金的相組成與性質 10
1-4 純鈦及其合金的應用 21
1-5 鈦的全球市場概況 25
第二章 文獻回顧 27
2-1 生醫材料的介紹 27
2-2 金屬類外科植入材料的發展 33
2-3 商用及研究中外科植入鈦合金整理 36
2-4 應力遮蔽效應 41
2-5 研究背景及目的 43
第三章 理論基礎 45
3-1 差排及滑移系統 45
3-2 金屬強化的機制 47
3-3 金屬的熱處理 50
3-4 破斷機制 54
3-5 疲勞 56
3-5-1 S-N曲線 56
3-5-2 交變應力參數 57
3-5-3 疲勞的巨觀特徵 60
3-5-4 裂縫的起始和擴展 61
3-5-5 疲勞裂縫成長 64
第四章 實驗步驟及方法 67
4-1 實驗流程 67
4-1-1 實驗流程(第一部分) 67
4-1-2實驗流程(第二部分) 68
4-2 合金成分及製備 69
4-3 合金熔煉及其儀器 70
4-4 合金鑄造及其儀器 71
4-5 試片切割 72
4-6 固溶處理 72
4-7 淬火環境 73
4-7-1 水淬處理 73
4-7-2 油淬處理 74
4-7-3 鹽淬處理 74
4-8熱滾壓 75
4-9冷滾壓 76
4-10時效處理 76
4-11 拉伸測試 77
4-12 疲勞測試 78
4-13 X光繞射相分析 79
4-14 掃描式電子顯微鏡觀察 80
4-15 金相組織觀察 81
4-16 微硬度測試 82
第五章 實驗結果與討論(一) 83
5-1 Ti-7.5Mo成分組成 83
5-2 固溶處理後經不同淬火環境的結果與分析 84
第六章 實驗結果與討論(二) 99
6-1經不同熱機處理機械測試的結果 99
6-2經不同熱機處理疲勞測試的結果與分析 102
6-2-1合金的相組成 102
6-2-2 金相觀察 103
6-2-3 應變控制型疲勞性質 105
6-2-4 微硬度測試 108
6-2-5 SEM破斷面觀察 109
第七章 結論 113
第八章 參考資料 114

參考文獻 1. “Standard Specification for Wrought Titanium-6Aluminum-4Vanadium ELI (Extra Low Interstitial) Alloy for Surgical Implant Applications (UNSR56401)”, ASTM International, 2010.

2. Yoshito Takemoto, Ichiro Shimizu, Akira Sakakibara, Moritaka Hida, Yoshikazu Mantani, “Tensile Behavior and Cold Workability of Ti-Mo Alloys”, Materials Transactions, Vol. 45, No. 5 1571–1576, 2004.

3. H. Nasiri-Abarbekoh, A. Ekrami, A.A. Ziaei-Moayyed, M. Shohani, “Effects of rolling reduction on mechanical properties anisotropy of commercially pure titanium”, Materials and Design 34 268–274, 2012.

4. F. Sun, F. Prima, T. Gloriant, “High-strength nanostructured Ti–12Mo alloy from ductile metastable beta state precursor”, Materials Science and Engineering A 527 4262–4269, 2010.

5. Han-Sol Kim, Sung-Hwan Lim, In-Dong Yeo, Won-Yong Kim, “Stress-induced martensitic transformation of metastable β-titanium alloy”, Materials Science and Engineering A 449–451 322–325, 2007.

6. Damon Kent, Gui Wang, Zhentao Yu, Xiqun Ma, Matthew Dargusch, “Strength enhancement of a biomedical titanium alloy through a modified accumulative roll bonding technique”, Journal of the mechanical behavior of biomedical materials 4 405–416, 2011.

7. Liqiang Wang, Weijie Lu, Jining Qin, Fan Zhang, Di Zhang, “Influence of cold deformation on martensite transformation and mechanical properties of Ti–Nb–Ta–Zr alloy”, Journal of Alloys and Compounds 469 512–518, 2009.

8. Blackburn MJ. and Williams JC., “Phase transformation in Ti-Mo and Ti-V alloys”, Trans Metal Soc AIME, 242:2461-9, 1968.

9. Fedotov SG., “Peculiarities of Changes in Elastic Properties of Ti Martensite”, Titanium Science and Technology, 2:871-81, 1973.

10. Clemson Advisory Board for Biomaterials “Definition of the word biomaterial”, The 6th Annual International Biomaterial Symposium, April 20-24, 1974.

11. Donachie Jr. M. J., Titanium A Technical Guide, ASM International, Metal Park Ohio, 1989.

12. Bania PJ., “Beta titanium alloys and their role in the titanium industry”, In: Eylon D., Boyer R., Koss D., editors. Beta titanium alloys in the 1990's. Warrendale, PA: TMS, p. 3-14, 1993.


13. Smith WF., “Structure and Properties of Engineering Alloys”, McGraw-Hill, Inc., USA, 433-484, 1993.

14. W.F. Ho, C.P. Ju, J.H. Chern Lin, “Structure and properties of cast binary Ti-Mo alloys”, Biomaterials, 20:2115-22, 1999.

15. Furuhara. T, Maki. T., Makino. T. “Microstructure control by thermomechanical processing in β-Ti-15-3 alloy”, Journal of Materials Processing Technology, 117, 318-323, 2001.

16. Y.L. Zhou, M. Niinomi, T. Akahori, “Decomposition of martensite α” during aging treatment and resulting mechanical properties of Ti-Ta alloys”, Materials Science and Engineering A, 371, 283-290, 2004.

17. R.C. Folweiler and F. R. Brotzen, “The effect of quenched-in vacancies on the elastic modulus of aluminum” , Acta Metallurgica 7 (11) , pp. 716-721, 195

18. 林殿傑, “鑄造鈦-鉬-鐵及鈦-鉬-鉻合金性質研究”, 成功大學材料工程研究所博士論文, 2002.

19. 鄭文偉, “添加合金元素對鈦或鈦合金鑄造性及性質研究”, 國立成功大學材料科學及工程學系博士論文, 2002.

20. 林家緯, “鑄造鈦-鉬合金疲勞性質研究”, 成功大學材料工程研究所博士論文, 2005.

21. 林士哲, “熱機處理對鈦-鉬合金機械性質的影響”, 國立成功大學材料科學及工程學系碩士論文, 2009.

22. 黃振賢,金屬熱處理,文京圖書,1990.

23. 陳俊廷, “熱機處理對Ti-7.5Mo合金機械性質的影響”, 成功大學材料工程研究所碩士論文, 2010.

24. 黃政杰, “鑄造Ti-7.5Mo合金熱處理後結構及性質研究”, 成功大學材料工程研究所碩士論文, 2011.

25. 朱胤碩, “熱機處理對鑄造Ti-7.5Mo合金結構與機械性質之研究”, 成功大學材料工程研究所碩士論文, 2011.

26. 王士瑋, “熱機處理對Ti-7.5Mo合金機械性質之影響”, 成功大學材料工程研究所碩士論文, 2012.
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