民國115年 高考三級 機械工程 機械製造學
第2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…
題目
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）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、定義與比較前提：冷加工在材料再結晶溫度（recrystallization temperature）以下進行，熱加工則在其以上。兩工件雖材料與幾何相同，但因變形溫度、應變量與冷卻歷程不同，組織與性質會有系統性差異。
- 二、機械性質：冷加工產生應變硬化（strain hardening），差排密度增加，強度與硬度提高，但延性、韌性及均勻伸長率下降，並可能出現異向性；熱加工伴隨動態回復與再結晶，晶粒較等軸且細化，強度通常較低但延性佳，且不易留下加工硬化。
- 三、內部應力：冷加工因變形不均與差排交互作用，工件內部常留存殘餘應力，表面與心部應力狀態不一致，可能引起翹曲或應力腐蝕；熱加工因再結晶可消除部分加工應力，殘餘應力較小，但冷卻不均仍會產生熱應力，必要時需退火或應力消除。
- 四、尺寸精度：冷加工尺寸精度與表面品質較佳，公差易控制，但需考慮回彈（springback）與模具磨耗；熱加工因高溫氧化、熱脹冷縮、冷卻收縮不均及晶粒粗化，尺寸精度與表面粗糙度較差，常需預留加工量或後續精加工。
- 五、成形阻力與製程選擇：冷加工流動應力高，成形負荷大，道次減量受限，常需中間退火，適合薄板、線材與高精度零件；熱加工流動應力低，可用較小設備完成大變形，適合大斷面與連續鑄軋，但能源、氧化損耗與尺寸控制成本較高。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。