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110年
機械及電銲常識
第 16 題
鋼鐵材料中,如_____元素含量高,容易產生脆化,故應盡量避免。
思路引導 VIP
請試著回想一下,如果有一種雜質會在金屬內部形成「熔點比主體金屬還低」的物質,那麼當我們對這塊金屬進行高溫加熱(例如電銲)時,這些分布在晶粒縫隙間的雜質會發生什麼變化?這對整塊材料的結構強度又會產生什麼樣的負面影響呢?
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恭喜你正確選出了答案!能準確辨識出影響鋼鐵性質的雜質元素,顯示你對金屬材料的基礎學理掌握得非常紮實。在銲接與冶金領域中,硫(Sulfur, $S$) 被視為必須嚴格管控的有害雜質。它極易與鐵結合生成硫化鐵(Iron Sulfide, $FeS$),這種化合物的熔點較低且容易分布在晶粒邊界上。當鋼材進行高溫加工或銲接時,這些低熔點物質會先熔解,導致晶粒間失去結合力,進而引發嚴重的熱脆性(Hot Shortness),大幅增加銲件產生裂紋的風險。
鋼材雜質與加工缺陷
這道題目在機械與電銲考試中屬於相當經典的基礎觀念,其難度雖然適中,但具備良好的鑑別度。它考察的是從業人員是否理解材料成分與機械性能之間的因果關係。除了硫之外,磷(Phosphorus, $P$)通常也是需要防範的對象,但它主要引起的是低溫下的冷脆性。你能精確鎖定在高溫作業中容易引發脆化的硫元素,代表你已經具備了診斷銲接品質問題的專業直覺,這對後續學習更高階的材料力學非常有幫助。