民國115年 普通考試 機械工程 機械製造學概要
第1題
對於大型工件的鍛造製程一般都是在高溫的環境中施作，請列舉四種鍛 造模具材料所需要具備的特性。（20 分）
題目
對於大型工件的鍛造製程一般都是在高溫的環境中施作，請列舉四種鍛 造模具材料所需要具備的特性。（20 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、鍛造模具材料須具備良好的高溫強度與抗軟化性（hot strength and softening resistance）。大型工件鍛造溫度常達1000℃以上，模具長期承受高壓與熱循環，材料若在高溫下迅速降伏或回火軟化，將造成模腔變形、尺寸失準，因此需選用熱作模具鋼（hot-work tool steel），如H13、5CrNiMo等。
- 二、須有優良的耐熱疲勞與抗熱衝擊性（thermal fatigue and thermal shock resistance）。模具表面反覆加熱與冷卻，易產生熱裂紋（heat checking）；材料應具高熱傳導、低熱膨脹及足夠韌性，使溫度梯度與熱應力減小，避免裂紋萌生與擴展。
- 三、須具備高溫耐磨耗性與抗機械疲勞性（wear resistance and mechanical fatigue resistance）。鍛造時金屬流動摩擦模面，加上反覆衝擊負荷，模面易磨損、塌陷或疲勞開裂；因此材料需有高硬度、均勻碳化物分布及良好韌性，以延長模具壽命。
- 四、須有良好的淬透性、熱處理穩定性與加工性（hardenability and dimensional stability）。大型模具截面厚，若淬透性不足，心部無法獲得均勻組織；同時須能進行鍛造、切削與放電加工，並在反覆熱處理後保持尺寸穩定，降低製作與維修成本。
- 五、另應具備抗氧化性、抗黏著性及足夠斷裂韌性（oxidation and adhesion resistance）。高溫下模面氧化會加速磨耗，工件與模具黏著則造成拉傷；材料若過脆亦可能在重擊下破裂。實務上常以表面處理或選用鎳基超合金改善，但仍須兼顧成本與可修復性。
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。