產品有顯微鏡/光學顯微鏡用儀器及耗材 ，顯微觀察暨影像量測系統，

材料試驗儀器等，在未來極具競爭力，

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在鎳基合金化學組成不變下，適當的調整熔解條件，應可使鎳基合金中相的形狀、數量、大小及分佈改變，

進而改變鎳基硬面合金的性質。

此外，熔解條件亦應會改變鎳基金屬/4140鋼材界面厚度與相的種類。故本實驗針對熔解溫度、時間對鎳基硬面合金、

鎳基硬面合金/4140鋼界面的顯微組織、硬度的影響進行探討。同時，亦對熔解條件與擴散層特性的關系進行了解。 

 

將鎳基合金粉末( 3.1 B-0.75 C-4.3 Si-14.8 Cr-3.7 Fe-bal.Ni wt % )放入AISI 4140 鋼坩堝中，

于真空中利用感應加熱，鎳基合金粉末受熱熔解凝固后，形成鎳基硬面合金層。實驗中改變熔解溫度(917~1180℃)，并于鎳基粉末完全熔解后，分別持溫0~10分鐘，爐冷至700℃后空冷到室溫。利用X光繞射分析儀(XRD) 、光學顯微鏡(OM)、掃描式電子顯微鏡(SEM)、電子微探分析儀(EPMA)與穿透式電子顯微鏡(TEM)，分析鎳基合金層與鎳基金屬/鋼材界面處之顯微結構、化學組成及界面擴散情形，并以微硬度試驗機量測鎳基合金層與鐵鎳界面層的硬度值。 

 

實驗結果顯示，當熔解溫度為917℃~1060℃時，不論持溫與否，鎳基合金層，皆含有γ-Ni、Ni31Si12、Ni3B、CrB、Cr7C3及Ni2.9Cr0.7Fe0.36等相。熔解溫度在1120℃持溫7.5分鐘時，其顯微結構轉變為γ-Ni、FeNi、富硼、富鉻與富鐵相及富碳、富鉻與富鐵相。且由金相觀察得知，γ-Ni+Ni31Si12、CrB及Cr7C3相，隨著持溫時間增加，有粗化的現象。 

不同持溫時間下，相硬度值量測結果，γ-Ni+Ni3B相硬度值約Hv947~1202，γ-Ni+ Ni31Si12相硬度值約Hv388~502，而CrB和Cr7C3相硬度值約Hv1486~1913，FeNi相硬度值約為Hv292~310，富硼、富鉻與富鐵相和富碳、富鉻與富鐵相相硬度值約為Hv870~1020。 

至于熔解條件對鎳基金屬/4140鋼材界面的部份，利用EPMA分析界面處及鎳基合金層，并做比較。可知當熔解溫度為917℃~1060℃時，界面處亦含有γ-Ni、富鎳及富矽相、富鎳及富硼相、富鉻和富碳相及富鉻和富硼等相；當溫度到達1180℃時，且持溫2.5、5、7.5及10分鐘后，界面的相轉變為γ-Ni、C0.12Fe1.88及Fe23(CB)6等相。且由金相觀察得知，γ-Ni+富鎳及富矽相、富鉻和富硼相及富鉻和富碳相，隨著持溫時間增加，有粗化的現象。 

此外，熔解溫度在1180℃時，持溫與否對鎳基合金層之縱向硬度值影響甚大。即未持溫時硬度為Hv650~820；但持溫2.5、5、7.5及10分鐘后硬度值則降為Hv250~380。因此，可預測持溫時間增長則鎳基合金抗磨性會較差。