機械工程 99 年工程材料考古題

請回答以下有關金屬材料缺陷的問題：（12 分） 說明疊差（stacking fault）形成的原因。 何謂孿晶（twin）？說明孿晶發生在材料的例子。 利用金相顯微鏡觀察一已研磨浸蝕的退火狀態極低碳鋼試片之金相，在放大倍率 100 倍，統計出每平方英吋平均有128 個晶粒，請用美國材料試驗學會晶粒號碼 （ASTM grain size number）表示這個極低碳鋼試片的平均晶粒大小（grain size）。

高分子材料在一般的環境下使用，其機械性質會產生劣化（deterioration），請說明 產生劣化的原因，並說明改善的方法。（12 分）

請回答以下有關鋼鐵材料熱處理的問題：（12 分） 說明亞共析鋼材做正常化處理的目的，及繪出其熱處理循環（annealing cycle）圖 （含加熱循環及冷卻循環），並說明在加熱及冷卻階段鋼材顯微組織的變化。 冷軋後的鋼片須做製程退火（process annealing），請說明製程退火可分為幾個階 段？在每個階段其顯微組織和硬度的變化。

延性金屬材料在拉伸試驗時，其工程應力（σ）-工程應變（ε）圖在達到最高值後 因頸縮現象，而使工程應力開始下降，與實際材料行為不符。為解決此問題，須將 工程應力-工程應變圖轉換成真實應力（true stress, σT）-真實應變（true strain, εT） 圖；請回答以下問題：（12 分） 說明如何將工程應力-工程應變圖轉換成真實應力-真實應變圖，並用數學式說明 真實應力σT與σ、ε的關係以及真實應變εT與σ、ε的關係。 轉換後之真實應力σT-真實應變εT圖，其均勻變形區，請用數學式表示σT與εT 的關係，並定義相關的參數。

根據鐵-碳化鐵（Fe-Fe3C）相圖，請回答下列問題：（12 分） 在共晶反應（eutectic reaction）點，寫出其反應式，及對應的碳含量（wt%）和 溫度（℃）？ 在包晶反應（peritectic reaction）點，寫出其反應式，及對應的碳含量（wt%）和 溫度（℃）？ 在共析反應（eutectoid reaction）點，寫出其反應式，及對應的碳含量（wt%）和 溫度（℃）？ 沃斯田鐵相（austenite phase）可溶解最大的碳含量（wt%）？α-肥粒鐵相（α- ferrite phase）可溶解最大的碳含量（wt%）？ 99年公務人員特種考試海岸巡防人員考試、99年公務人員特種考試基層警察人員考試、 99年公務人員特種考試關務人員考試、99年公務人員特種考試經濟部專利商標審查人員考試、 99年第一次公務人員特種考試司法人員考試及99年國軍上校以上軍官轉任公務人員考試試題 類(科)別： 機械工程 全一張 (背面) 六、金屬材料有那幾種強化機構（strengthening mechanism）？請說明各種強化機構強化 的原因。（15 分） 七、請回答以下有關鋁合金的問題：（15 分） 美鋁協會規格的AA2024 是Al-Cu 系合金，請問AA3003，AA5052，AA6063， AA7075 等四種材料各屬於那一系合金？ 規格AA3004-H18，請說明“H18＂代表的意義。 規格AA7075-T6，請說明“T6＂代表的意義。 八、熱機處理（thermomechanical treatment）常應用在金屬材料的製造，何謂熱機處理？ 請舉例說明熱機處理在工業上應用的例子。（10 分）