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研究生: 黃道成
Tao-Cheng Huang
論文名稱: 銲後熱處理對Ti-6Al-4V鈦合金薄板銲件之機械性質影響研究
Research on Mechanical Properties for Ti-6Al-4V sheet metal by Heat Treatment After Laser Welding
指導教授: 鄭慶民
Cheng, Ching-Min
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 機電工程學系
Department of Mechatronic Engineering
論文出版年: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 72
中文關鍵詞: Ti-6Al-4V鈦合金熱處理退火處理固溶加時效處理Nd:YAG
英文關鍵詞: Ti-6Al-4V, Heat treatment of titanium alloy, Annealing treatment, Melting add the aging treatment, Nd:YAG
論文種類: 學術論文
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  • 本研究主要針對鈦合金經過雷射銲接後,實施後續的熱處理。探討鈦合金銲件經過熱處理之後,其機械性質的改變。實驗用的材料為Ti-6Al-4V鈦合金,材料厚度為1.2mm,銲接方式則採用300W之Nd : YAG雷射,採取不添加任何填料的對接方式。銲接過後,再實施不同熱處理實驗。熱處理分別為退火處理(705℃/恆溫2小時/爐冷)及固溶(955℃/恆溫15分鐘/水淬)加時效處理(530℃/恆溫4小時/空冷)兩種,來進行熱處理實驗。
    本實驗結果獲得幾項結論:
    1、Ti-6Al-4V鈦合金銲件實施熱處理,則銲件之抗拉強度及降伏強度會增
    加。
    2、針對延伸率而言,經退火處理後的延伸率與原銲件相差不大,差了 0.1%;但是經過固溶加時效處理的延伸率則會大幅下降,從10.7%下降至1.3%,差了9.4%。
    3、以破壞方式分析,Ti-6Al-4V銲件及銲件經退火處理的破壞為延性破壞;銲件經固溶加時效處理的破壞方式,偏向脆性破壞。
    4、針對硬度分佈討論,Ti-6Al-4V鈦合金銲件在銲道區硬度值最高;在熱影響區(HAZ)硬度值最低。銲件經過退火處理及固溶加時效處理後,整體硬度會提升。

    The research mainly aims for the mechanical properties changes of titanium alloy which was welded by laser after heat treatment. Ti-6Al-4V, possesses thickness of 1.2mm, was selected for welding without the use of filler material. After welded by 300W Nd:YAG laser, Ti-6Al-4V proceeds respectively in two different kind of heat treatment:ANN(705℃/2hrs/FC)and S.T.(955℃/15min/WQ)+A.A.(530℃/4hr/AC).
    We know several conclusions from the experiment results:
    1、After heat treatment of Ti-6Al-4V titanium alloy welded, the ultimate tensile strength and yield strength are increasing.
    2、After ANN, the elongation of Ti-6Al-4V welded is 10.7%, it’s not different to the weldment of no heat treatment. But after S.T.+A.A., the elongation of weldment is decreased from 10.7% to 1.3%.
    3、The Ti-6Al-4V welded and the Ti-6Al-4V welded after ANN are present the feature of ductility fracture. But the welded after S.T.+A.A. is tend to brittle fracture.
    4、By vickes hardness test, the hardness of FZ is highest and HAZ is lowest, after S.T.+A.A. and ANN, the hardness will promoted.

    總目錄 中文摘要 I 英文摘要 II 致謝 總目錄 III 表目錄 V 圖目錄 VI 第一章 緒論 1.1研究緣起 1 1.2研究動機 7 1.3研究目的 8 第二章 文獻回顧 2.1鈦及鈦合金簡介 9 2.2鈦及鈦合金之熱處理 21 2.3鈦合金之銲接性 36 2.4雷射銲接簡介 38 第三章 實驗設計與實施 3.1實驗流程 40 3.2實驗設備與參數設定 42 3.3拉伸試驗 46 3.4微硬度試驗 47 3.5金相顯微組織觀察 48 3.6 SEM破斷面顯微觀察 51 第四章 實驗結果與討論 4.1拉伸試驗分析 53 4.2 SEM破斷面分析 56 4.3微硬度分析 60 4.4金相組織 64 第五章 結論與未來展望 5.1結論 68 5.2未來展望 69 參考文獻 70

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