高考申論題
107年
[材料工程] 材料科學與工程
第 一 題
📖 題組：
以下列的鋁－銅相平衡圖（Al-Cu phase diagram）為例，有甲、乙、丙、丁四種合金成分，回答下列問題：
以下列的鋁－銅相平衡圖（Al-Cu phase diagram）為例，有甲、乙、丙、丁四種合金成分，回答下列問題：
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
那幾種或是那一種成分的合金材料可以實行有效的析出硬化（precipitation hardening）；又稱時效硬化（aging hardening）？需說明原因。（3 分）
思路引導 VIP
- 析出硬化的核心前提是：合金必須能在高溫下形成「單一固溶體」，且溶質的固溶度需隨溫度降低而顯著減少，以便淬火形成過飽和固溶體。
- 觀察相圖，確認最大固溶度界線（約在548°C、5.65 wt.%處）。
小題 (二)
於實行析出硬化時，需要進行那些熱處理的程序？例如說明應升溫至多少℃以上等細節，並以溫度－時間圖（temperature-versus-time plot）標示出這些程序，也需說明每一程序的實施原因。（7 分）
思路引導 VIP
- 觀察相圖，判斷具備析出硬化條件（高溫單相、低溫兩相）的合金成分，本題為「甲」成分（約含 4 wt.% Cu）。
- 回想析出硬化的標準三步驟：固溶處理 (Solution treatment)、淬火 (Quenching) 與 時效處理 (Aging)。