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高考申論題 115年 [機械工程] 機械製造學(包括機械材料)

第 二 題

同一材料製成兩個相同幾何之工件,其中一個經過冷加工成型製程,另一個則為熱加工成型製程。試述此兩個工件間在機械性質、內部應力、尺寸精度與成形阻力等四個方面的差異?(20 分)
📝 此題為申論題

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本題測驗金屬成型加工中「冷加工」與「熱加工」的核心差異。思考第一步:必須先定義兩者的分界點為「再結晶溫度」。接著針對題目要求的四個面向進行比較分析:1.機械性質:聯想到「應變硬化(加工硬化)」,冷加工會使強度、硬度上升,延展性下降;熱加工則伴隨動態再結晶,材料性質保持較佳延展性。2.內部應力:冷加工產生殘留應力,可能導致後續變形;熱加工在高溫下應力得以釋放。3.尺寸精度:冷加工無熱脹冷縮與氧化皮屑,精度高、表面佳;熱加工高溫有氧化物且冷卻會收縮,精度較差。4.成形阻力:冷加工材料降伏強度高,需較大動力;熱加工材料較軟,降伏強度低,成形阻力小。結構上採條列對比方式最為清晰。

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【考點分析】 本題考查金屬塑性加工中冷加工(Cold working)與熱加工(Hot working)的特性比較。兩者的根本分界線為材料的「再結晶溫度」(通常約為材料絕對熔點的 0.3~0.5 倍)。考生需針對題目指定的四個維度,清晰比對這兩種製程對工件最終狀態及加工過程的影響。 【理論/法規依據】

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