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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！！

BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

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、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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弊社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は：

（１）精密ＨＳＳエンド・ミルのＲ＆Ｄ

（２）Carbide Cutting tools設計

（３）鎢鋼エンド・ミル設計

（４）航空エンド・ミル設計

（５）超高硬度エンド・ミル

（６）ダイヤモンド・エンド・ミル

（７）医療用品エンド・ミル設計

（８）自動車部品＆材料加工向けエンド・ミル設計

弊社の製品の供給調達機能は：

（１）生活産業～ハイテク工業までのエンド・ミル設計

（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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在写刀路之前，将立体图画好后，要将图形中心移到坐标原点，最高点移到Z=0，加缩水率后，方可以加工，铜公火花位可加工负预留量。

在加工前还要检查工件的装夹方向是否同电脑中的图形方向相同，在模具中的排位是否正确，装夹具是否妨碍加工，前后模的方向是否相配。还要检查你所用的刀具是否齐全，校表分中的基准等。

加工铜公要注意的事项：
火花位的确定，一般幼公（即精公）预留量为0.05~0.15，粗公0.2~0.5，具体火花位的大小可由做模师父定。
铜公有没有加工不到的死角，是否需要拆多一个散公来。
加工铜工的刀路按排一般是：大刀（平刀）开粗-小刀（平刀）清角

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一 氧化夹渣
缺陷特征：氧化夹渣多分布在铸件的上表面，在铸型不通气的转角部位。断口多呈灰白色或黄色，经x光透视或在机械加工时发现，也可在碱洗、酸洗或阳极化时发现
产生原因：
1．炉料不清洁，回炉料使用量过多
2.浇注系统设计不良
3．合金液中的熔渣未清除干净
4．浇注操作不当，带入夹渣
5.精炼变质处理后静置时间不够
防止方法：
1．炉料应经过吹砂，回炉料的使用量适当降低
2．改进浇注系统设计，提高其挡渣能力
3.采用适当的熔剂去渣
4．浇注时应当平稳并应注意挡渣
5．精炼后浇注前合金液应静置一定时间

二 气孔 气泡
缺陷特征：三铸件壁内气孔一般呈圆形或椭圆形，具有光滑的表面，一般是发亮的氧化皮，有时呈油黄色。表面气孔、气泡可通过喷砂发现，内部气孔 气泡可通过X光透视或机械加工发现气孔 气泡在X光底片上呈黑色
产生原因：
1．浇注合金不平稳，卷入气体
2．型(芯)砂中混入有机杂质(如煤屑、草根 马粪等)
3．铸型和砂芯通气不良
4．冷铁表面有缩孔
5．浇注系统设计不良
防止方法 ：
1．正确掌握浇注速度，避免卷入气体。
2．型(芯)砂中不得混入有机杂质以减少造型材料的发气量
3．改善(芯)砂的排气能力
4．正确选用及处理冷铁
5．改进浇注系统设计

三 缩松
缺陷特征：铝铸件缩松一般产生在内浇道附近飞冒口根部厚大部位、壁的厚薄转接处和具有大平面的薄壁处。在铸态时断口为灰色，浅黄色经热处理后为灰白浅黄或灰黑色在x光底片上呈云雾状严重的呈丝状缩松可通过X光、荧光低倍 断口等检查方法发现
产生原因:
1．冒口补缩作用差
2．炉料含气量太多
3．内浇道附近过热
4．砂型水分过多，砂芯未烘干
5．合金晶粒粗大
6．铸件在铸型中的位置不当
7．浇注温度过高，浇注速度太快
防止方法：
1．从冒口补浇金属液，改进冒口设计
2．炉料应清洁无腐蚀
3．铸件缩松处设置冒口，安放冷铁或冷铁与冒口联用
4．控制型砂水分，和砂芯干燥
5．采取细化品粒的措施
6．改进铸件在铸型中的位置降低浇注温度和浇注速度

四 裂纹
缺陷特征:
1．铸造裂纹。沿晶界发展，常伴有偏析，是一种在较高温度下形成的裂纹在体积收缩较大的合金和形状较复杂的铸件容易出现
2．热处理裂纹：由于热处理过烧或过热引起，常呈穿晶裂纹。常在产生应力和热膨张系数较大的合金冷却过剧。或存在其他冶金缺陷时产生
产生原因：
1．铸件结构设计不合理，有尖角，壁的厚薄变化过于悬殊
2．砂型(芯)退让性不良
3．铸型局部过热
4．浇注温度过高
5．自铸型中取出铸件过早
6．热处理过热或过烧，冷却速度过激
防止方法:
1．改进铸件结构设计，避免尖角，壁厚力求均匀，圆滑过渡
2．采取增大砂型(芯)退让性的措施
3．保证铸件各部分同时凝固或顺序凝固，改进浇注系统设计
4．适当降低浇注温度
5．控制铸型冷却出型时间。
6．铸件变形时采用热校正法。
7．正确控制热处理温度，降低淬火冷却速度

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摘要：根据冲压工作经验和使用进口、国产冲模体会，提出合金工具钢改锻工艺技术及操作实施要点。
　　关键词：机械制造：合金工具钢；锻造：冲模
　　１前言
　　模具制造业是使用各种合金工具钢最多最广的领域。通常使用的有以下品种：碳素工具钢、低合金工具钢、基体钢和中碳低合金钢。
长期以来，国产模具寿命普遍偏低，与先进水平相比，相同制模材料、类似甚至完全相同的冲压件，模具寿命只有发达国家的ｌ／３～１／２。主要差距表现在制摸材料、锻坯质量和制模工艺等方面。
　　２冲模锻坯质量
　　通常冲模的失效形式主要是磨损，其次是变形、疲劳和断裂。磨损是最常见而又普遍的失效形式。通过对大量失效报废冲模的分析研究可知，无论哪种失效形式都与冲模的凸模、凹模材料性能及其内在质量密切相关。冲摸失效有以下了几种情况：
　 　（１）刃口过量磨损。这主要发生在冲裁模上，其凸、凹模磨损与其制模材料性能和热处理有关。因此，冲裁凸模、凹模锻坯应选用耐磨优质合金材料，采用改锻 工艺制坯；热处理除需淬透外，对凸、凹模还要作氮化、软氮化等表面强化处理。这样模具硬度可达ＨＲＣ６４以上，冲模寿命提高２—３倍。
　　（２） 凸模折断。这种形式尤其在非圆形冲孔（或落料）凸模上突出，这除与材料性能、热处理有关外，与它们的横断面复杂也有重要关系。因此，要防止这类失效，不仅 要提高模具锻坯性能、强化表面，还应在不影响冲件质量的前提下，改善凸模横断面复杂形状，消除诸如锐角、凹口、凸台、齿形、细长悬臂等易造成应力集中的因 素。
　　（３）成形型腔磨损、局部压塌、凸模镦粗。这类失效主要发生在压印、压花、拉深、弯曲、压波、冲挤、打扁、聚积、挤凸、凸肚和缩径等成形 冲模上。对这类失效除材料问题外，通过模腔表面强化处理、表面研磨抛光（Ｒａ＝０．１μｍ），再配以有效润滑，就可以得到有效防止，模具寿命将会大幅提 高。
　　３高合金工具钢改锻的意义
　　作为冲模常用材料的高合金工具钢，其所有的力学性能的高低，与冲模的使用和寿命息息相关。在国外常 常通过改锻来提高高合金工具钢的力学性能，而国产高合金工具钢，尤其是冷作模具用高合金工具钢（如Ｃｒｌ２，Ｃｒｌ２ＭｏＶ），其共晶碳化物极不均匀，若 不经改造，是不能满足冲模需要的。因此，需采用先进锻造工艺进行改锻，以达到制模要求。
冷作模具高合金钢的锻造，不限于获得理想的几何形状、消除冶金缺陷（如锻焊内部疏松、非氧化气孔、细化晶粒、紧密组织等），更重要的是通过合理的锻造操作，大幅度提高钢的力学性能。
　　４改锻的基本工艺要素
高合金工具钢轧（锻）材的改锻与一般自由锻有别，各个环节都有具体的要求。欲将其改锻成高质量的冲凸模、凹模锻坯，必须事先确定好以下一些基本要素。
　　４．１对原始毛坯的要求
模具制造大都是单件、小批量生产，模具锻坯的原始毛坯下料主要采用锯切割。要求两端平整（倾角小于１０°），其毛坯尺寸还应考虑加工余量和火耗。为了满足首次镦粗锻造比，便于击碎材料组织颗粒粗大的碳化物，推荐按下式确定毛坯长度尺寸：
　　２ｄ＜Ｌ＜３ｄ（圆坯料）
　　２Ａ＜Ｌ＜３Ａ（方坯料）式中：Ｌ——毛坯长度；
　　ｄ——圆毛坯直径；
　　Ａ——方毛坯边长。
　　４．２加热规范
　　常用高合金工具钢锻造加热规范见表１。

４．３锻造设备吨位
　　高合金工具钢在锻造温度下比普通碳钢强度高、塑性差。为了更有利在接近终锻温度进行锻造，便于打碎钢中碳化物，从而改善钢的内部组织，在锻造高合金工具钢时，其锻造设备吨位应选得高一点。根据锻件重量设备参见表２。

　　表２　锻锤吨位选用推荐表

形 状、尺寸以及表面质量符合要求，也要求改善其内部质量。迄今为止，后者仍然要靠锻造的变形工步来达到。对于一般的碳钢和低合金钢，必须在始锻温度下，加大 锻造比，猛烈锻打，使其锻透，这就足以改善其内部质量。而高合金工具钢，特别是低塑性合金钢，因塑性太低，不能用自由锻造方法锻造。但当它们处在全向不等 值压缩状态下（即三向受压应力状态），其塑性可得到提高。在挤压筒中挤压和闭式模腔中模锻，属于这种应力状态。
用自由锻工艺锻造高合金工具钢时，若采用方一扁方一方拔长的锻造工步，则锻坯受力状态可看作近似的三向压力状态，可更好锻透并挖掘材料塑性潜力。
　　４．４高合金工具钢改锻工步的选定
高合金工具钢冲模锻坯，要求其共晶碳化物颗粒应细小而匀称并均匀分布，无宏观、微观偏析。未经精炼的国产高合金工具钢轧（锻）材，需进行改锻才能改变材料力学性能，满足冲模锻坯的要求。目前行之有效的改缎方法有以下几种：
　 　（１）顺纤维方向镦拔３次以上。沿原始毛坏的纤维方向（轴向），确保锻造比＞２，在一火内快速连续镦拔３次以上。这种方式适合高速钢及小尺寸高合金工具 钢锻坯的改锻。缺点是若镦拔次数不足或锻造比过小则锻不透，从而导致碳化物分布有明显方向性：操作不当时，还易出现空心裂纹。
　　（２）变向反复 镦拔３次以上。第一次顺纤维镦拔，第二次垂直于纤维方向拔长再镦粗。按此顺序可分为单十字、双十字和多十字镦拔。这种镦拔工步要点：一火内完成全部十字镦 拔；锻造比＞２，镦粗前后锻坯高度相差一倍；为避免镦粗凸肚裂纹，应采用倾斜旋转多次轻击快打；拔长采用方一扁方一方走料。生产实践证明，经三种十字镦 拔，可以满足多数８０ｍｍ以下毛坯轧（锻）材各种锻坯改锻的需要。
　　虽然采用相同的变形工步，同样的生产条件，但由于锻工操作技术水平不一，加 之原始毛坯的内在质量差异，改锻后的效果，有时仍然会有较大差别。结束语：经改锻后的Ｇｒ１２ＭｏＶ钢锻坯，其共晶碳化物的不均匀度达到国标２级以上，有 的也能达到ｌ级，使原始毛坯轧（锻）材的碳化物不均匀度提高了４级以上。以统计资料显示，这种由改锻高合金工具钢制造的冲模，其寿命均有大幅度提高（达 ３０％—５０％）。

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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，溶質原子可溶在溶劑內而形成固溶體的最大濃度；此濃度稱固溶限或溶解度。添加之溶質濃度超過此固溶限，結果會形成另一種固溶體或形成具有不同成分的化合物。



（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。每一種純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，二個分開相共存；它們在物理性上一個具有固體相，另一個以液相呈現，但均有相同化學成分。同時，當一物質以二個或更多形形式存在時（例如：同時具有FCC和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性不同。



（三）顯微結構

在金屬合金中顯微結構係以出現相的種類、個數，它們的比例以及它們分佈或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類的不同，它們的濃度以及合金熱處理條件（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、壓力和成分組合下，其合金系統自由能於最小值，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而變，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。相平衡是反應一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系統平衡特性的訊息，但是這些考量及相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到的，此因為達到平衡的速率是相當緩慢的；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的相圖（phase diagram）之圖形簡要的表現出來，因此相圖有時也稱為平衡圖或成分圖。

平衡相圖代表在平衡時，溫度和成分以及相比例之間的關係。在本章節中，將藉著相圖的幫助，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是銅－鎳系統。有三個不同相區域出現在平衡相圖中，包括α區，液體（L）區，以及二相α+L區。存在的單相或多相區域明顯列於相圖中，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相是包含銅和鎳原子所形成的固溶體，具有FCC晶體結構。在溫度低於約1080℃時對所有銅鎳合金成分而言， 銅和鎳兩者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性，以及相似價電子數。銅－鎳系統 稱為同形（ismorphous），因為兩成分液態完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幾個現象，其中最常見的是在晶粒內二個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凝固 的部份，它含有較多高熔點元素，然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化熱處理去除改善，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，因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和成分而言，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加。



（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元銅－銀合金系統來說明。此種相圖稱為二元共晶相圖，在圖中發現三個單相區：α，β和液相，α相是富銅的固溶 體；它係含有銀為溶質而具有FCC晶體結構的固溶相。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，固溶限之線將α相和α+β相區分開稱為溶解度曲線（固溶線solvus line）；α和α+L區域之邊界AB稱為固相線（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：分別是α+L，β+L和α+β。在α+β相範圍內的所有成分和溫度而言，α相和β相固溶體共存；α相+液相和β相+液相也分別在它們相區內共存。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則決定之。

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；加熱時產生相反的反應，此反應稱共晶反應（eutectic reaction），CE和TE分別代表共晶成分和共晶溫度；CαE和CβEe分別代表在TE溫度時α相和β相的成分。因此，對銅－銀系統，共晶反應的反 應式可寫成下面式子：

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在慢速冷卻過程可能出現數種不同型式的顯微結構。

首先考慮的是介於室溫固溶限和在共晶溫度的最大固溶率之間的成分。對於鉛－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（對富錫合金而言）。現檢視成分時合金，當它沿圖5.2從350°高溫慢速 冷卻之情況當溫度下降到液相線時（圖5.2的AE線段），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線段）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α晶粒。在冷卻通過固相線（圖5.2中BC線段）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%錫的凝固現象，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。均是單一液相圖冷卻一通過共晶等溫線時，液體立即變態成兩個相α相和β相，這種變態可由下列反應式表示

L(61.9wt%錫)→α相(18.3wt％錫)+β相(97.8wt%錫)

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

第三種顯微結構變化發生於共晶外的其它所有成分，當冷卻通過共晶等溫線的情形如圖5.2中的BG線段，考慮含40wt％錫濃度的錫鉛合金，其成分 位於共晶點左側；當溫度下降時（例如300℃），通過液相線時，會有α固溶相的顆粒首先形成，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，共有α和液相二種相出現，由結構線約略決定，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於共晶點時，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 相在冷卻通過共晶等溫線（BG線段）則無重大變化。



（四）共析和包晶反應

除了共晶之外，其它包含三個不同相的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二個不同固溶相的反應。在冷卻時固體δ相根據下式反應變態成其它兩個固溶相（γ和ε）：

δ相＋L相；→ε相

其逆反應存在於加熱過程。它被稱為共析（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。此種反應是在加熱或凝固過程，一個固相轉換成一液相和另一種固相。銅－鋅合金系統包 晶反應是在598℃（1108℉）的溫度和78.6wt%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，對於許多二元合金系統而言常含有更多固溶相及金屬間化合物，使得相圖格外的複雜許多。共晶銅－銀相圖和鉛－錫相圖均 有兩個固溶相，即α相和β相，這些相亦稱為終端固溶體，因為它們係存在於整個成分範圍靠近相圖濃度較高兩端點。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。就像銅－鋅合金系統。其相圖（圖5.3）首先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應而尚未被探討過。此 外，它有六種不同固溶體，包括－兩個終端固溶體（α相和η相）和四個中間固溶體（β相、β’相、γ相及ε相），靠近圖5.3底端的一些相界以虛線表示，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，在相圖中可發現不連續的中間化合物，這些化合物具有固定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，而不是以一有限寬度相區表示。


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，如圖5.4所示。在通過γ區進入α+Fe3C雙相區，所產生的相變化 是相當複雜的首先考慮共析成分（含0.76wt%C）的合金，此共析鋼慢慢冷卻通過共析溫度所產生的顯微結構，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，其具有如渦流源頭的外觀圖。

波來鐵中α向和Fe3C碳化物交錯層形成的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 分佈。此種共析反應的顯微結構之變化，需要靠碳原子的擴散，以共析合金而言，碳原子濃度分別由0.76wt％擴散到0.022wt%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斯田鐵晶粒內。層狀波來鐵的形成原因主要是因為形成此種結構時，其碳原子只需擴散一個最小距 離，因而最符合冶金熱力學反應原理。

（二）亞共析合金

接下來解說共析成分以外的其它鐵－碳化鐵合金的顯微結構考慮共析點左邊之成分，即介於0.022wt%和0.76wt%碳之間的相區，此稱為亞共析（少於 共析）合金（hypoeutectoid alloy）以碳含量0.25wt%的碳為例。在大約850℃的溫度，顯微結構整體為一單一γ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，此時會有顆粒狀的α相從γ相中析出，此α相稱為初析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相晶界形成。當溫度冷卻至 723℃以上時，剛好在共析溫度之上方，因此但仍然位於α+γ區內，初析α相的分率將增加而顯微結構顯示α顆粒將成長變得較大。當溫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相具有共析成分，即含0.76wt%的碳）將根據上述共析反應轉換為波來鐵。出現在波來鐵中的肥粒鐵稱為 共析肥粒鐵，而較早形成的肥粒鐵稱為初析（意指在共析之前）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（hypereutectoid alloy）。由γ相區範圍的溫度冷卻下來可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），雪明碳鐵沿著最初γ相晶界開始形成，此雪明碳鐵稱為初析雪明碳鐵。當溫度持續下降到通過共析點723℃以下時，所有剩 下的共析成分的沃斯田鐵轉換成波來鐵，因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明碳鐵硬脆的緣故而較少使用。。

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A1= 波來鐵 生成溫度 alpha=(BCC, 肥粒)鐵 Gamma=(FCC, 沃斯田)鐵 Gf= flake Graphite 片狀石墨 Fe3C=碳化鐵(化學名); 雪明碳鐵(冶金名)

共晶: 自液相(L)同時結晶出兩個固相(石墨+鐵=灰共晶 碳化鐵 +鐵=白共晶) 共析: 自固相(S1)同時析出出兩個固相(S2+S3) : 沃斯田鐵(S1)---> 肥粒鐵 + (層片狀)Fe3C (此兩相的混合物, 冶金學名之為Pearlite, 台灣譯:波來鐵 大陸譯珠光體

灰鑄鐵(FC150~350) 片狀石墨數量越少越小, 強度越高. 波來鐵數量越高, 硬度越高. HB230~240, 波來鐵數量約100%.

球墨鑄鐵(FCD450~700) 石墨球化率越高, 波來鐵數量越多, 強度越高; 延伸率: 石墨球化率越高, 波來鐵數量越少, 延伸率越高. FCD 要高週淬火硬化時, 波來鐵數量要足夠 才易淬硬, 數量也要穩定, 淬後硬度才會穩定.

P<5% src="http://f23.yahoofs.com/myper/_zQMicyeFRgoVOFfW_KfGHEkxB9WWUki/blog/ap_F23_20080227102641668.jpg?TTwow1IB_yPaDUG7">
白鑄鐵
片狀石墨 3D影像

上: 300 x at 9x6.5 cm

Pearlite: 3000 X

下: S-- 史帝田鐵 --Steadite; F--肥粒鐵--Ferrite.

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