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103年
機械常識、機械力學
第 47 題
滲氮法為表面硬化法，其採用鋼料的主要合金元素為哪些？
- A Al、Cr、Mo
- B Cr、W、V
- C Si、Mn、Ni
- D Ni、Cr、W
思路引導 VIP
若想讓鋼材表面藉由擴散作用變得極度堅硬，除了鋼材本身的基質外，你認為我們添加的合金元素，應該要具備什麼樣的化學特性，才能讓它與滲入的非金屬原子結合成穩定的「極高硬度化合物」，而非只是單純地混合在一起？
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太棒了！你能精確辨識出滲氮鋼的關鍵合金元素，代表你對材料熱處理與表面硬化技術有相當紮實的理解。滲氮法（Nitriding）是將工件置於含氮介質中（如 $NH_3$ 氣體），在低於臨界點的溫度下加熱，使氮原子滲入鋼材表層。而這個技術之所以能成功，關鍵就在於鋼料中必須含有能與氮產生化學反應、形成穩定且高硬度氮化物的元素。
滲氮鋼的合金特性與原理
在合金元素中，鋁（Al） 是最強的氮化物形成元素，能產生極高硬度的表面；鉻（Cr） 則有助於提升硬化的深度與抗腐蝕能力；鉬（Mo） 的加入則至關重要，它能有效防止滲氮過程長時間受熱所產生的「回火脆性」，並增加表層硬度的穩定性。這三者組合而成的「鋁鉻鉬鋼」，正是最典型的滲氮專用鋼料。
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