所屬科目:金屬材料
一、蒙鎳合金(Monel alloys) 由70 wt% 的Ni 和30 wt% 的Cu 組成。Cu分子量: 63.54 g/mol; Ni分子量: 58.71 g/mol這種合金中Ni 和Cu 的原子百分比是多少?
二、鎳與銅均為過渡金屬,其常用來作為硬幣的合金材料,請寫出兩種原子完整的電子組態?
三、已知銅與鎳合金為同晶合金(Isomorphous alloy system),純元素銅熔點為1084 oC,純元素鎳熔點為1455 oC,請畫出此二元合金之相圖,並說明各區相平衡態與界線代表的意義。
四、室溫下常見金屬,如金、銀、銅、鎳純元素,均具有面心立方FCC(face center cubic)結構,請劃出此單位晶胞(unit cell) 結構,根據米勒指標(Miller index)寫出滑移系統中之最密堆積面?
五、工程金屬使用最廣泛製程為鑄造製程,當把銅合金倒入到靜置的金屬模具中,若不加入晶粒細化劑,根據下方模具示意圖(模具厚度約3cm),說明鑄件冷卻後,依比例畫出且說明其晶粒微結構?
六、熔煉7075鋁合金,加工成標準拉伸樣品,經過T6熱處理之後,以室溫萬能試驗機測試,分析得到畫出下方數據結果,其為工程應力應變曲線(Engineering Stress and Strain Curve),依定義說並試算此合金樣品楊氏係數(Young’s modules), 降伏強度(Yield strength), and 抗拉強度(Ultimate tensile strength)?
七、金屬合金晶體並非完美無瑕,因為鑄造與加工製程產生各種缺陷,此類缺陷會影響其物理與機械性質,例如合金的冷加工性、導電性、導熱性和抗腐蝕性。請依照晶格缺陷的維度分成三類,分類舉例說明一種缺陷,說明其定義?
八、當對材料的強度與工程結構強度要求不是很嚴格時,常用的普通碳鋼就可以滿足要求,因為普通碳鋼容易取得,價格較為低廉。為了提升碳鋼的強度與性能,可以透過添加合金元素來提升與符合應用的場域,稱此為合金鋼(Alloys Steel),添加錳、鎳、 鉻、鉬、鎢…,使得合金鋼成本高出許多。請舉例說明三種金屬合金的強化機制與製程方法?