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研磨抛光(Polishing or Lapping)是 使工件产生平滑镜面的超精密研磨技术，其目的在于使表面粗糙度及平坦度到达一定的可容许范围，常被广泛的使用在硬脆金属、陶瓷、玻璃及晶圆等材料表面的精 密加工。研磨的历史非常久远，人类自古即开始使用研磨加工，有考古之料证明在新石器时代已出现“玉”所雕琢的装饰品与生产工具，到了青铜器时代“玉”雕艺 术更达余登峰造极之境，这乃因为中国人很早就发明以石攻石的方法。

“玉”是属于非常坚硬的矿物，莫氏硬度(Mohshardness scale)高达六度，非一般钢刀所能刻动，凡是硬度在七度以上的矿物碎沙都可以用来剖解、琢磨玉。如七度的石英（俗称 黄 沙）、八度的石榴石（红沙）、九度的刚玉（黑沙）、十度的金刚石（金钢沙），都是常用的磨玉砂配合竹、木、青铜、铁、钢等各种质地的工具制作玉器【1玉器大赏】。

明末宋应星的“天工开物”中，有图绘当时琢玉的机具名为“旋车”如图1-1，并说明其法为：“冶铁为圆槃，以槃水盛沙，足踏圆槃使转，添沙剖玉，逐忽划断。”【2天 工开物】。在青铜器时期研磨技术则用于青铜镜的镜面磨光。战国时期的铸镜方法是先用陶模或滑石模，翻出镜子的蜡科模型，然后在蜡模上敷涂泥料，成为完整的 泥范，在范上开一小口，经烘培后，里面的蜡模溶化而由小口流出，再由该口灌入铜液，等凝固后打碎泥制镜范，取出铜镜，再将背面加以磨光。

其磨镜用的材料是黑铅粉，或采用水银与锡粉的混合物，然后用白毡摩擦，磨料同时也黏住镜面，变成镜面的反光涂料【3中国历代铜镜鉴赏】。自从望远镜及显微镜问世后，为了满足镜片制作的高精密化及高倍率化，研磨技术开始成为一门专门的学问。光学透镜研磨是在镜片与磨具之间加入研磨浆，利用玻璃与磨具的运转产生摩擦作用造成玻璃的塑性流动而磨去玻璃的表面层，其研磨示意图如图1-2。

目的为消去成型过程所造成之切削纹路以及提高玻璃之表面精度。研磨法制造所得镜面精度10r.m.s（λ?632.8nm ）。而光学透镜的研磨加工分为钻石研磨、研磨、抛光三个流程。研磨过程的好坏关系着光学镜片成型后的精度且比光学镜片其他制作流程所造成之影响甚大，因此研磨在光学玻璃制造上占有重要的地位。透镜的抛光剂中，在50~60年前皆使用氧化铁（ F e 2 O 3 ， F e3 O 4 ）， 自1 9 3 3 年开始，氧化铈（ C e O2 ）、氧化钍（ T h O 2 ） 及氧化锆（ Z r O 2 ）渐为广用，除了抛光面好，工件受污染也少【4】。

在1980 年代初半导体制程方面，IBM 公司为了解决IC 制造时因晶圆表面线路图案所引起的镀膜高低起伏而导致微影制程聚焦不良问题， 开发了一项平坦化技术称为化学机械研磨(Chemical-Mechanical Polishing, CMP)。由IBM 之Base Technology Lab（East Fishskill，NY）提出适用于低电阻值铜导线制程的金属镶嵌（Damascene）概念，亦即将介电层予以图案后填入金属层，然后将最上层之金属予以回蚀刻（Etch back），使金属面与介电层在同一平面上，如此反覆几次制程即可以产生多重连线元件，并可大大提高元件产品的良率。此Damascene 概念，促使CMP 技术可同时应用于铜导线及介电层的平坦化【5】。化学机械研磨平坦化制程的研磨设备平台的示意图如图1-3 所示。主要是利用研磨浆中所含的酸性或是碱性的化学溶剂及微细抛光颗粒所混合制成的研磨浆（Slurry），配合上抛光盘之弹性研磨垫（Pad）与晶圆面及研磨颗粒三者的相对运动来磨除晶圆面表面粗度，达到抛光的目的。

常见使用在研磨浆中的研磨颗粒有SiO2、Al2O3 及CeO2 等三种，在一般的半导体制程中晶圆平坦化的研磨过程材料的移除率并不多，主要着重在被加工表面的光滑及平坦化，因而一般均采用较均匀且细小的研磨颗粒，反之若是要求工件表面的材料磨耗量的话，则多是使用较粗大的研磨颗粒，如一般的金属研磨制程【6】。

CMP 技术亦可应用于硬碟片的研磨上，因为电脑硬碟片记忆容量不断地提高，因而需要提高硬碟片上的纪录密度，而欲提高纪录密度则有赖于提高硬碟片表面的平坦性，又由于CMP 技术是一种精密的微加工技术，也已被成功的应用于微机电(MEMS)元 件的制作上。研磨抛光制程应用领域非常广泛，于机械零件的加工过程时，除了缩小工件本身的尺寸公差外，并能减少工件表面的加工缺陷及损伤进而提升其机械强 度。在仪器方面如水平仪的制作即是利用铸铁制的高精度平台上配合微小的研磨粒加以研磨制成。光电领域方面目前研磨制程也已见诸于复印机感光鼓、导波管、共 振器、玻璃基板等零件。综合以上所述在在显示研磨制程再表面精密加工是一项不可或缺重要的技术。

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BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web www.tool-tool.com for more info.

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難磨材料大都具有強度高、硬度高、韌性好等性能，通常含有一些多組元、活性能大的合金元素(如Ni，Cr,V,Mo,Co,Al,Ti等)或非金屬材料，以及同時含有金屬和非金屬的複合材料。

難磨材料特徵和磨削特點：

材料特徵 材料類別 磨削特點 脆性大 工程陶瓷、噴塗陶瓷光學玻璃寶石等 材料本身硬度高，磨削時法向磨削力大，在較大的磨削力和磨削熱的作用下易崩裂和損壞 硬度高 金剛石，立方氮化硼，硬質合金 材料硬度超過普通砂輪中磨料的硬度，砂輪磨粒幾乎喪失了切削作用 既軟又硬 鋼結硬質合金，高釩高速鋼，WC復合塗層，高硬度鎳基合金塗層 在相對較軟的基體中含有大量的硬質相，兩者的物理機械性能差別很大，磨削時砂輪易堵塞，耐用度低 韌性大 銅及銅合金，鋁及鋁合金，奧氏體不繡鋼 磨屑易堵塞砂輪或粘附在磨粒表面，增加磨削阻力，引起磨粒的破碎和脫落，砂輪磨損大，工件不易達到所要求的精度和表面粗糙度 化學活性大 鈦合金 材料本身的某些化學元素活性大，在磨削熱的作用下，材料表層容易形成氧化膜，其硬度與磨料的硬度接近；或由於材料和磨料間產生化學親和作用，使磨粒產生粘著磨損 高溫強度高 鎳基耐熱合金，鑽基耐熱合金，鐵基耐熱合金 常溫下材料硬度不很高，但在磨削區內的高溫下仍能保持相當高的強度，易使磨粒產生塑性破壞，砂輪磨損嚴重或堵塞砂輪，致使砂輪耐用度很低 各向異性 纖維強化金屬材料，纖維強化塑料材料 由於增強纖維的作用使得材料性能在不同方向有所差異，沿不同方向磨削，加工效果有較大區別

磨削難加工材料必須以新的工具和工藝方法為基礎，材料、工具（砂輪）、工作機械組成磨加工技術的硬件系統，對材料性能，砂輪特性的掌握和加工技術組成了軟件系統，這兩者構成一個完整的磨削加工工藝系統。

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（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給

（３）小Ｌｏｔ生産～大量発注対応供給

（４）オートメーション整備調達

（５）スポット対応～流れ生産対応

弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web www.tool-tool.com for more info.

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钻石工具及氮化硼(CBN)砂轮市场

粉末与钻石工具及氮化硼(CBN)砂轮之关系

钻石工具及氮化硼(CBN)砂轮具有传统磨料(氧化铝及碳化矽砂

轮)，在硬度、抗耐磨耗性、抗压强度及具铜5 倍以上的热传导性等所不

及的特性，所以称之为超级磨料。同时因其有如上述的优越特性，所以

也渐渐取代传统砂轮，在要求精密度0.5μm以下的加工件，钻石工具取

代碳化矽砂轮，氮化硼(CBN)砂轮则取代氧化铝砂轮。

钻石工具及氮化硼(CBN)砂轮主要的制造方法有4 种，分别是

(1)金属法(2)树脂法(3)电铸法(4)瓷质法。在国内以金属法制成品

占最大量，金属法是粉末冶金的一种，金属粉末在金属法内系当作结合

剂使用。

钻石工具最适合切削非铁系金属或非金属类之难切削材料(例如复

合材料、陶瓷材料、玻璃等)，同时其加工精度高、效率好。就做为切削

工具而言，因具优越耐磨性，可维持锐利形状，应用在高品质的精密加

工，例如镜面切削的超精密加工。钻石工具使用的钻石，共计有天然的

金钢石、天然的金钢砂、合成钻石粉，钻石颗粒等多种。

硬度次于钻石的氮化硼工具，虽非钻石，但与钻石工具同样呈急剧

成长，用途扩大，在工具之中占同样的重要地位。因其本身乃属高耐热

材，不与铁系金属反应，适用于如工具钢、构造用合金钢之类铁系难切

肆、国内金属粉末应用市场

57

削材料上的加工。

钻石工具及氮化硼(CBN)砂轮的产品的包括钻石钻头、钻石锯片、钻

石眼模、钻石车刀、钻石研磨用工具、钻石修刀、钻石弯磨器、钻石精

磨锭等。

在钻石工具及氮化硼(CBN)砂轮众多产品之中，产量以钻石锯片

(石材锯切用)为最大量，金属粉末(钴粉)的用量也最多，其次为钻石

砂轮，金属粉末(钴、铜、锡粉)在其中占13%的成本比例。

歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具、銑刀與切斷複合再研磨機、銑刀與鑽頭複合再研磨機、銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！

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Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS DIN Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end mill、disc milling cutter,Aerospace cutting tool、hss drill’Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end mills、CVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN or JIS tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills’end mill grinder’drill grinder’sharpener、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.

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三次元自動選料振動研磨機(VB-A), 本機適用於易受變形或打擊痕等的工作物，磨光或 ... 雙槽配備振動之原裝置，研磨機與工作條件混合体流動，極為圓滑，具有優異的研磨 ...
三次元自動選料振動研磨機(VB-A), 本機適用於易受變形或打擊痕等的工作物，磨光或 ... 雙槽配備振動之原裝置，研磨機與工作條件混合體流動，極為圓滑，具有優異的研磨 ...
高頻率加壓振動研磨機特點：
1.寬大的振動槽能夠加工較大型及長型的工件，加工容量可達總容量的90%以上。
2.振動槽內襯採用橡膠或PU披覆，耐酸、耐鹼、耐磨、耐油及減少工件互相碰損。
3.研磨效率比三次元振動研磨機更佳，可以再增加1/3倍以上研磨效果。
4.底座裝有雙層防震腳墊，穩固機台重心。
5.取代傳統手工研磨，大幅度提升加工效率，進而達到最佳研磨效果。
6.操作簡易，單人可操作多部機台，可採取自動化日夜運轉，規模性大量生產，並有效節省人力，及降低成本。
7.無粉塵污染環境問題，充分改善工作環境品質，提昇企業形象。
8.研磨快速、研削力強，適合中、大型工件的研削加工。
9.工件的加工品質穩定，利於有效控管加工進度與產品品質。
10.可加裝氣壓式防震腳墊，可降低作業時所產生的共振效應。

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一、基本概念

（一）固溶限

對合金系統而言在某一特定溫度，溶- 原子可溶在溶劑內而形成固溶體的最- 濃度；此濃度稱固溶限或溶解度。添- 加之溶質濃度超過此固溶限，結果會- 成另一種固溶體或形成具有不同成分- 化合物。



（二）相

相可定義為合金系統中一均質的成份- 它具有均一物理和化學特性。每一種- 材料或金屬均可視為一個相，因此它- 可能是固體、液體、氣體中的一種。

當水和冰出現在同一容器中，二個分- 相共存；它們在物理性上一個具有固- 相，另一個以液相呈現，但均有相同- 化學成分。同時，當一物質以二個或- 多形形式存在時（例如：同時具有FCC- BCC結構），這些結構中的每一個物體- 均是一分開相，因為它們個別物理特- 不同。



（三）顯微結構

在金屬合金中顯微結構係以出現相的- 類、個數，它們的比例以及它們分佈- 排列的方式來決定其材料特性。合金- 的顯微結構視許多變數如合金元素種- 的不同，它們的濃度以及合金熱處理- 件（包括溫度、在此溫度的加熱時間- ，冷卻至室溫的冷速）而定。



（四）相平衡（Phase Equilibria）

在合金系統中，若在某一特殊溫度、- 力和成分組合下，其合金系統自由能- 最小值，則系統係在平衡狀態下。此- 意謂著該合金系統的特性不會隨時間- 變，亦即該系統是穩定的。

相平衡（phase equilibrium）通常用於描述，合金系統存- 在多個相之平衡關係。相平衡是反應- 系統之相特性隨時間而不變。

自由能的考量以及相圖提供有關特殊- 統平衡特性的訊息，但是這些考量及- 圖並未指出獲得新平衡狀態所需的時- 間週期。平衡狀態通常是無法完全達- 的，此因為達到平衡的速率是相當緩- 的；如此的系統可說是處於非平衡或- 準安定（metastable）狀態。


一、平衡相圖

合金系統其顯微結構或相結構之控制- 相圖（phase diagram）之圖形簡要的表現出來，因此- 圖有時也稱為平衡圖或成分圖。

平衡相圖代表在平衡時，溫度和成分- 及相比例之間的關係。在本章節中，- 藉著相圖的幫助，來說明二元合金顯- 微結構控制的原理與平衡相圖之應用-



（一）二元同形系統

最容易去瞭解和解釋的二元相圖可能- 銅－鎳系統。有三個不同相區域出現- 平衡相圖中，包括α區，液體（L）區- ，以及二相α+L區。存在的單相或多相- 域明顯列於相圖中，單相或多相在整- 個溫度和成分範圍被相界線所劃分。

液體L是一均勻溶液包含了銅和鎳。α- 是包含銅和鎳原子所形成的固溶體，- 有FCC晶體結構。在溫度低於約1080℃- 對所有銅鎳合金成分而言，銅和鎳兩- 在固態時均互相溶合。此種完全溶解- 度可以用銅和鎳有相同晶體結構（FCC- ，而且有幾乎相同的原子半徑和陰電- ，以及相似價電子數。銅－鎳系統稱- 為同形（ismorphous），因為兩成分液態- 全溶合且固態也完全溶合。

同形合金在非平衡情況下產生凝固有- 個現象，其中最常見的是在晶粒內二- 元素的分佈會產生不均勻的現象，此- 現象稱為偏析。每個晶粒中心是首先- 固的部份，它含有較多高熔點元素，- 而低熔點元素的濃度由此處至晶界將- 隨位置而增加。核心偏析可藉著均質- 熱處理去除改善，特殊成分合金而言- 此種熱處理係在低於固相線下的溫度- 實施，在實施過程中產生原子擴散，- 而可得到成分均勻的晶粒。

對所有低於最低熔點成分的所有溫度- 成分而言，只有單一固相存在。因此- 每種同行系統均可實施固溶強化，或- 藉著加入其他成分可使強度和硬度增- 。



（二）二元共晶系統（Binary Eutectic Systems）

另一型常見且相對簡單的相圖可用二- 銅－銀合金系統來說明。此種相圖稱- 二元共晶相圖，在圖中發現三個單相- 區：α，β和液相，α相是富銅的固溶- ；它係含有銀為溶質而具有FCC晶體結- 的固溶相。β相固溶體也具有FCC結構- 但含有的溶質為銅元素。在技術上，- 純銅和純銀分別被視為α和β相。

在溫度低於779℃（1434℉）時，固溶限- 線將α相和α+β相區分開稱為溶解度- 線（固溶線solvus line）；α和α+L區域之邊界AB稱為固相- （solidus line），此相圖系統如圖5.1所示。

在銅－銀系統包含三個兩相區：分別- α+L，β+L和α+β。在α+β相範圍內的所- 成分和溫度而言，α相和β相固溶體- 存；α相+液相和β相+液相也分別在它- 相區內共存。此外，各相成分和含相- 的相對含量也可以使用結線和槓桿法- 決定之。

對成分CE的合金而言，當它改變溫度通- 過TE時會產生一個重要的反應；這個反- 應可寫成下式：

L(CE) α(CαE)+β(CβE)

在冷卻時，於TE溫度液相轉換成兩個固- 相α相及β相反地；加熱時產生相反的- 應，此反應稱共晶反應（eutectic reaction），CE和TE分別代表共晶成分和- 晶溫度；CαE和CβEe分別代表在TE溫度- α相和β相的成分。因此，對銅－銀系- 統，共晶反應的反應式可寫成下面式- ：

L(71.9wt%Ag) α相(8.0wtAg)+β相(91.2wt%Ag)

而通常在TE的水平固相線稱為共晶等溫- 線。



（三）共晶合金顯微結構

依成分組成不同二元共晶系統的合金- 慢速冷卻過程可能出現數種不同型式- 顯微結構。

首先考慮的是介於室溫固溶限和在共- 溫度的最大固溶率之間的成分。對於- －錫系統（圖5.2所示）而言，這些成- 分由大約2wt%錫到18.3wt%錫（對富鉛合金- 而言）以及從97.8wt%錫到大約99wt%錫（- 富錫合金而言）。現檢視成分時合金- 當它沿圖5.2從350°高溫慢速冷卻之情- 當溫度下降到液相線時（圖5.2的AE線- ），熔融相中開始有固態的α相產生- 當溫度下降到和固相線（圖5.2中的AB- 段）相交時，所有的液相全部轉變成- α相，其顯微結構為包括成分15wt%錫的- 晶粒。在冷卻通過固相線（圖5.2中BC- 段）後，α之固溶率已超過其溶解率- 因此將造成β相小顆粒（β相為含錫量- 高達98wt％的固溶相）的形成。

第二種情況將考慮共晶成分61.9wt%錫的- 固現象，現考慮具有此一成分的合金- 在圖9.11中的液相區範圍（例如：250℃- 的溫度冷卻。當溫度下降時，在達到- 共晶溫度183℃前沒有任何變化。均是- 一液相圖冷卻一通過共晶等溫線時，- 體立即變態成兩個相α相和β相，這- 變態可由下列反應式表示

L(61.9wt%錫)→α相(18.3wt％錫)+β相(97.8wt%- )

式中α相和β相成分如共晶等溫線的端- 成分（如圖5.2中的B點及G點成分）所- 。

第三種顯微結構變化發生於共晶外的- 它所有成分，當冷卻通過共晶等溫線- 情形如圖5.2中的BG線段，考慮含40wt％- 錫濃度的錫鉛合金，其成分位於共晶- 左側；當溫度下降時（例如300℃），- 過液相線時，會有α固溶相的顆粒首- 形成，此顯微結構的發展類似於第一- 種情況在剛好通過共晶等溫線之前，- 有α和液相二種相出現，由結構線約- 決定，其成分各分別約為18.3 wt%錫和61.9wt%錫。當溫度剛好下降到低- 共晶點時，具有共晶成分的液相將變- 態成共晶結構（亦即，相互交錯的α相- 和β相層狀析出物），已形成的α相在- 卻通過共晶等溫線（BG線段）則無重- 變化。



（四）共析和包晶反應

除了共晶之外，其它包含三個不同相- 相變態反應亦可在某些合金系統發現- 其中在於銅－鋅合金系統內，當溫度- 在560℃（1040℉）及組成成分為74wt%鋅- 26wt%銅時，會產生一個固溶相變態成- 個不同固溶相的反應。在冷卻時固體- 相根據下式反應變態成其它兩個固溶- （γ和ε）：

δ相＋L相；→ε相

其逆反應存在於加熱過程。它被稱為- 析（或類似於共晶）反應（eutectoid reaction），而在560℃其組成成分點和水- 平結線分別稱為共析點和共析等溫線-

包晶反應（peritectic reaction）也是另一種在平衡時，包含三- 種不同相的相變態反應。此種反應是- 加熱或凝固過程，一個固相轉換成一- 相和另一種固相。銅－鋅合金系統包- 晶反應是在598℃（1108℉）的溫度和78.6- wt%鋅－21wt%銅成份的合金，此反應如下- ：

δ相＋L相→ε相（五）具有中間相或化合物的平衡圖

前面所探討的相圖是較簡單的，對於- 多二元合金系統而言常含有更多固溶- 及金屬間化合物，使得相圖格外的複- 雜許多。共晶銅－銀相圖和鉛－錫相- 均有兩個固溶相，即α相和β相，這些- 相亦稱為終端固溶體，因為它們係存- 於整個成分範圍靠近相圖濃度較高兩- 點。對其它合金系統，中間固溶體可- 發現在除兩成分端點的其它區域。就- 銅－鋅合金系統。其相圖（圖5.3）首- 看起來似乎是很龐大困難，因為圖中- 有一些類似於共晶反應的變態點和反- 而尚未被探討過。此外，它有六種不- 固溶體，包括－兩個終端固溶體（α- 和η相）和四個中間固溶體（β相、β- ’相、γ相及ε相），靠近圖5.3底端的- 些相界以虛線表示，此乃因為它們的- 相界位置還沒有正確地被確定。

對某些系統而言，在相圖中可發現不- 續的中間化合物，這些化合物具有固- 化學式而不是固溶體，這些化合物稱- 為金屬間化合物（intermetallic compound）。在相圖中常以一垂直線代表- 這些金屬間化合物，而不是以一有限- 度相區表示。
一、鐵碳合金相圖分析

（一）共析合金

鋼鐵具有複雜的相圖，其一端為α相固- 溶體，另一端為Fe3C之金屬間化合物，- 圖5.4所示。在通過γ區進入α+Fe3C雙相- 區，所產生的相變化是相當複雜的首- 考慮共析成分（含0.76wt%C）的合金，- 共析鋼慢慢冷卻通過共析溫度所產生- 顯微結構，會產生，交錯的層狀物或- 兩相（α相和+Fe3C碳化物）的層狀組織- 在此種情況下，相對層狀物厚度比例- 大約是8比1（α肥力相：Fe3C碳化物）。- 此種顯微結構稱為波來鐵（pearlite），- 因為在低倍率顯微鏡下觀察時，其具- 如渦流源頭的外觀圖。

波來鐵中α向和Fe3C碳化物交錯層形成- 原因和共晶結構形成的原因是一樣的- 因為母相成分不同於各產物相的成分- ，因此相變態需藉由擴散使碳重新分- 。此種共析反應的顯微結構之變化，- 要靠碳原子的擴散，以共析合金而言- ，碳原子濃度分別由0.76wt％擴散到0.022- wt%肥粒鐵區及碳含量6.7wt%雪明碳鐵層- 且波來鐵由晶界延伸進入未反應的沃- 田鐵晶粒內。層狀波來鐵的形成原因- 主要是因為形成此種結構時，其碳原- 只需擴散一個最小距離，因而最符合- 金熱力學反應原理。

（二）亞共析合金

接下來解說共析成分以外的其它鐵－- 化鐵合金的顯微結構考慮共析點左邊- 成分，即介於0.022wt%和0.76wt%碳之間的- 相區，此稱為亞共析（少於共析）合- （hypoeutectoid alloy）以碳含量0.25wt%的碳為例。在大- 850℃的溫度，顯微結構整體為一單一- 相的晶粒，當溫度徐徐冷卻至約820℃- 此時開始進入α＋α雙相區，此時會- 顆粒狀的α相從γ相中析出，此α相稱- 初析α相。其顯微結構係二相共存的- 許多小的α相顆粒將沿著原來γ相晶- 形成。當溫度冷卻至723℃以上時，剛- 在共析溫度之上方，因此但仍然位於- α+γ區內，初析α相的分率將增加而顯- 結構顯示α顆粒將成長變得較大。當- 度下降到剛好低於共析點723℃以下，- 所有在共析溫度出現的γ相（此γ相具- 共析成分，即含0.76wt%的碳）將根據- 述共析反應轉換為波來鐵。出現在波- 鐵中的肥粒鐵稱為共析肥粒鐵，而較- 早形成的肥粒鐵稱為初析（意指在共- 之前）肥粒鐵。

（三）過共析合金

含C量介於0.7 wt%6和2.14wt%的碳鋼稱為過共析合金（hyp- ereutectoid alloy）。由γ相區範圍的溫度冷卻下來- 得初析雪明碳鐵及波來鐵的顯微結構- 。以含碳量1.1wt％碳鋼為例，在約900℃- 時，其顯微結構只有γ晶粒單相出現。- 徐徐冷卻進入γ+ Fe3C相區（例如830℃左右），雪明碳鐵- 著最初γ相晶界開始形成，此雪明碳- 稱為初析雪明碳鐵。當溫度持續下降- 到通過共析點723℃以下時，所有剩下- 共析成分的沃斯田鐵轉換成波來鐵，- 此最後的顯微結構包括波來鐵和網狀- 初析雪明碳鐵為其機械性質因網狀雪- 碳鐵硬脆的緣故而較少使用。。

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