鐵-碳系合金摩擦攪拌接合微觀組織演變及接合性質研究

Abstract

摩擦攪拌銲接是一種低變形、高品質、低成本的固態接合方法，銲接過程中並未使材料產生熔融，能有效提昇銲件的接合品質。鐵-碳合金是人類最廣泛使用的金屬材料之一，由於具有價格低廉、高強度之特性，是一種理想的工程結構材料。球狀石墨鑄鐵具有優良鑄造性、適當之機械性質且價格低廉，所以在許多工程結構件上已被廣泛使用。本研究擬採用SAE1008碳鋼及肥粒鐵基球墨鑄鐵為接合試片，分別以同種材及異種材接合的方式，利用摩擦攪拌銲接方法進行對接，探討在各種不同製程參數下的接合品質，以及銲接區域之顯微組織演變與機械性質之變化。 研究結果發現SAE1008碳鋼在適當的實驗參數下，銲道區域內晶粒組織有細化之動態再結晶現象，微硬度值也有顯著的提升，拉伸試驗結果顯示，試片與母材之抗拉強度值相比略有提升。肥粒鐵基球墨鑄鐵經過FSW接合後，攪拌區產生了硬脆的麻田散鐵組織，銲道有硬度增加及延性降低的情形。SAE1008碳鋼與肥粒鐵基球墨鑄鐵異質合金在攪拌桿順、逆時針兩個方向迴轉接合後，以逆時針方向迴轉所得之接合品質較佳。