民國101年 第1梯次 02100 熱處理丙級 學科考古題與答案

第1題

二氧化碳( C O ) 在高溫時為一種 1. 惰性氣體 2. 脫碳性氣體 3. 滲碳性氣體 4. 還原性氣體。

答案：(2) 脫碳性氣體

解析：高溫下二氧化碳(CO2)會與鋼中碳反應：CO2＋C→2CO，使工件表面脫碳，故CO2屬脫碳性（氧化性）氣體。相對地CO具滲碳性與還原性，N2等惰性氣體不參與反應。因此CO2在高溫時為脫碳性氣體，答案為2。

第2題

最常用於流體床之熱傳介質(浮懸顆粒)為 1. A l O 2. 碳粉 3. 硝酸鹽 4. F e O 。

答案：(1) A l O

解析：流體床（浮懸層）熱處理以微小固體顆粒為熱傳介質，最常用氧化鋁(Al2O3)砂粒，因其耐高溫、化學性穩定、熱容量大且流動性佳；碳粉易燃不安全，硝酸鹽為鹽浴介質而非浮懸顆粒，Fe3O4不適用。故最常用者為Al2O3。

第3題

在控制爐氣中,何種成分最具有爆炸的危險性 1. C H 2. H 3. C O 4. C O 。

答案：(2) H

解析：控制爐氣成分中，H2（氫氣）爆炸下限約4%、上限約75%，可燃範圍極廣且最小點火能量極低，最具爆炸危險性；CH4與CO雖可燃但範圍較窄，CO2不可燃。故在控制爐氣中最具爆炸危險性者為H2。

第4題

滲氮用鋼最有效的合金元素為 1. A l 、C r 、M o 2. C r 、W 、V 3. S i 、M n 、N i 4. N i 、C r 、W 。

答案：(1) A l 、C r 、M o

解析：滲氮處理中鋁(Al)最具效果，可形成穩定氮化鋁(AlN)大幅提高表面硬度；鉻(Cr)、鉬(Mo)亦能形成氮化物並改善強韌性與耐回火性，故滲氮用鋼最有效合金元素為Al、Cr、Mo。其他組合缺乏最關鍵的Al，效果較差。

第5題

共析鋼的含碳量約為 1. 0 . 77 % 2. 0 . 022 % 3. 2 . 11 % 4. 6 . 69 %。

答案：(1) 0 . 77 %

解析：鐵碳平衡圖中，共析反應（沃斯田鐵→肥粒鐵＋雪明碳鐵）發生於含碳量約0.77%（常取0.8%）處，此即共析鋼；0.022%為碳在肥粒鐵中最大溶解度（P點），2.11%為鋼與鑄鐵分界，6.69%為Fe3C純化合物成分。故共析鋼含碳量約0.77%。

第6題

鋼料滲碳後如需經二次淬火,第二次淬火的目的在於 1. 韌化心部 2. 韌化表層 3. 軟化表層 4. 硬化心部。

答案：(2) 韌化表層

第7題

洛氏硬度試驗H R A 所使用之壓痕器為 1. 1 . 588 m m 鋼球 2. 頂角120 ° 之鑽石圓錐 3. 頂角136 ° 之鑽石正方角錐 4. 3 . 175 m m 鋼球。

答案：(2) 頂角120 ° 之鑽石圓錐

解析：洛氏硬度HRA採用頂角120°的鑽石圓錐壓痕器，適用於硬質材料如硬質合金與氮化層。1.588mm與3.175mm鋼球分別用於HRB、HRC以外的球壓痕試驗；頂角136°鑽石正方角錐則是維氏試驗的壓痕器，非洛氏HRA。

第8題

抗拉試驗時,拉伸速率愈快,其抗拉強度會因此 1. 偏高 2. 相同 3. 偏低 4. 不一定。

答案：(1) 偏高

解析：在抗拉試驗中，拉伸速率會影響材料對塑性變形的應變速率敏感性。當拉伸速率愈快，位錯移動來不及透過滑移機制充分鬆弛，因而抵抗變形的能力相對提高，故實測的抗拉強度（或上降伏點）會有偏高的傾向。此現象在一般結構用鋼中較為明顯，並非強度完全不變，而是與應變速率有關。

第9題

電極式鹽浴爐之鹽浴容器為 1. 耐熱鋼製坩堝 2. 滲鋁軟鋼坩堝 3. 不銹鋼製坩堝 4. 耐火材料砌成之內壁。

答案：(4) 耐火材料砌成之內壁

第10題

含碳量0 . 25 %以下的機械構造用鋼最常實施的熱處理是 1. 淬火、回火 2. 球化退火 3. 正常化 4. 高週波熱處理。

答案：(3) 正常化

解析：含碳量0.25％以下的低碳機械構造用鋼，其碳量不足以在一般空冷條件下獲得大量馬氏體，單純淬火的硬化效果並不顯著。最常採用的熱處理方式為正常化，即加熱至適當奧氏體區後空氣中冷卻。正常化可細化晶粒、均勻組織、改善切削性，且對低碳鋼而言比大多數強化性淬火更具實用性與經濟性。

第11題

電的不導體為 1. 金 2. 人 3. 地球 4. 橡皮。

答案：(4) 橡皮

解析：電的不導體（絕緣體）指在常溫下幾乎不允許自由電子流動的物質。橡皮屬高分子絕緣材料，具有極高的電阻率，故為不導體。相對地，金屬如金具有大量自由電子屬良導體；人體及地球在一般情況下皆可構成導電路徑（尤其潮濕環境下），並非典型的電不導體。

第12題

下列有關麻田散體特性之敘述何者錯誤 1. 殘留應力高 2. 結晶構造為面心立方格子 3. 脆性大 4. 硬度高。

答案：(2) 結晶構造為面心立方格子

解析：麻田散體（馬氏體）是鋼在高速冷卻（淬火）時由過飽和奧氏體經無擴散轉變所形成的組織。其晶格並非奧氏體的面心立方格子（FCC），而是體心正方格子（BCT），乃因碳原子強制固溶於體心位置而造成晶格畸變。馬氏體一般具有高硬度、高殘留應力及較大的脆性，故選項2的結晶構造敘述錯誤。

第13題

1 英吋為 1. 30 . 5 m m 2. 22 m m 3. 25 . 4 m m 4. 30 m m 。

答案：(3) 25 . 4 m m

解析：英制長度單位中，1英吋（inch）國際公認定義為25.4毫米，且此關係在工業上已廣為採用。計算觀念上可將英吋換算為公制時直接以25.4 mm/in作為換算因數，其餘選項的數值與此國際標準不符。

第14題

鋁的比重約為鐵的 1. 1 / 2 2. 1 / 3 3. 1 / 5 4. 1 / 4 。

答案：(2) 1 / 3

解析：以常用值估算，純鐵的比重約7.8，鋁的比重約2.7。比值約為2.7÷7.8≈1/2.89，故最接近1/3。此比例在鋁合金與鋼材選用時常用來說明鋁材「輕量」的概念，即鋁的密度僅約為鋼的三分之一左右。

第15題

洗淨鋁材表面最有效的酸是 1. 硫酸 2. 鹽酸 3. 硝酸 4. 草酸。

答案：(3) 硝酸

解析：鋁材表面氧化膜為兩性氧化物，鹼洗後常以硝酸進行酸洗去灰（desmut）。硝酸能有效溶解鋁合金表面殘留的銅、矽析出物與氧化層，且不致如鹽酸般劇烈作用或殘留氯離子造成點蝕；硫酸多用於陽極處理，草酸則用於電解拋光與著色。故洗淨鋁材表面最有效的酸為硝酸。鹽酸除污力強但對鋁作用過劇且留氯離子；草酸效果溫和，去污力不及硝酸。

第16題

光學顯微鏡之解析度取決於 1. 鏡頭的開口度( N A ) 2. 試片的平坦度 3. 試片的反光度 4. 顯微鏡之倍率。

答案：(1) 鏡頭的開口度( N A )

解析：光學顯微鏡極限解析度公式 d = 0.61λ/NA，λ為照明光波長，NA為物鏡數值孔徑（開口度）= n·sinθ。NA愈大、波長愈短，能分辨的兩點間距愈小，影像愈清晰。倍率只是放大已分辨的細節，若解析度不足，再高倍率也只是放大模糊；試片平坦度與反光度影響襯度與觀察品質，但不決定極限解析能力。故解析度取決於鏡頭開口度NA。

第17題

合金構造用鋼的合金元素中,何者係為增加鋼的強韌性最有效的元素 1. W 2. M o 3. N i 4. S i 。

答案：(3) N i

解析：Ni（鎳）固溶於肥粒鐵中可同時提升鋼的強度與韌性，尤其能顯著改善低溫衝擊韌性，是增加鋼強韌性最有效的元素。Mo（鉬）主要提高淬透性、高溫強度與回火軟化抵抗；W（鎢）形成碳化物提高紅硬性；Si（矽）為強脫氧劑並提高彈性極限，但對韌性助益不如鎳。構造用合金鋼常以Ni搭配Cr獲得高強韌性，故選Ni。

第18題

鋼材中容易產生低溫脆性的元素為 1. C 2. M n 3. P 4. S 。

答案：(3) P

解析：P（磷）在鋼中偏析於晶界，降低低溫衝擊韌性，造成「冷脆」（低溫脆性），是鋼中需嚴格控制的有害不純物。S（硫）形成MnS夾雜物，造成「熱脆」（高溫加工脆裂）；C（碳）提高強度但過高會降低韌性；Mn（錳）通常有益，可減輕硫之熱脆並提高強度。故容易產生低溫脆性者為磷。

第19題

螺旋彈簧在加熱時,為防止其變形,正確的放置方法是 1. 垂直放置 2. 水平放置 3. 垂直吊掛 4. 傾斜堆放。

答案：(2) 水平放置

第20題

標距50 m m 之抗拉試棒,斷裂後之長度為60 m m ,則其延伸率為 1. 40 % 2. 20 % 3. 16 . 7 % 4. 10 %。

答案：(2) 20 %

解析：延伸率計算公式 δ = (Lf - L0) / L0 × 100%。已知標距 L0 = 50 mm，斷裂後長度 Lf = 60 mm，代入得 δ = (60 - 50) / 50 × 100% = 10 / 50 × 100% = 20%。故延伸率為 20%。選項1的40%為誤算（10/25），3的16.7%約為10/60，4的10%為10/100，皆與計算不符。

第21題

微硬度H V ( 0 . 3 ) 500 所表示之意義為 1. 試驗荷重為300 k g,硬度值為H V 500 2. 試驗荷重為0 . 3 l b ,硬度值為H V 500 3. 試驗荷重為0 . 3 k g ,硬度值為H V 500 4. 試驗荷重為0 . 3 g ,硬度值為 H V 500 。

答案：(3) 試驗荷重為0 . 3 k g ,硬度值為H V 500

解析：微維氏硬度記號寫為 HV(F)硬度值，括號內為試驗荷重（單位 kgf）。HV(0.3)500 表示試驗荷重 0.3 kgf、測得硬度值 HV500。微硬度使用極小荷重（常見0.01~1 kgf），故0.3代表 kgf而非 g 或 lb；300 kg 為一般維氏宏硬度荷重範圍。因此意義為試驗荷重 0.3 kg、硬度值 HV500。

第22題

金相試片在手持試片,由粗至細之不同砂紙上磨平時應不時改變研磨的方向,其理由為 1. 速度較快 2. 增加解析度 3. 防止過熱 4. 除去嵌入金相試片基地的砂粒。

答案：(4) 除去嵌入金相試片基地的砂粒

解析：手持金相試片由粗至細研磨時，每換一號砂紙即將試片旋轉約90°改變方向，使新砂紙造成的細直磨痕與上一道粗磨痕垂直相交，便於判斷前一道較深磨痕是否已完全去除，並減少粗砂粒嵌入試片基地造成後續無法去除的偽組織。若不換向，舊深痕易被新細痕掩蓋而誤判，故理由為除去嵌入基地的砂粒、確實去除前痕。

第23題

耐磨合金工具鋼實施回火的最佳時機為 1. 淬火放置一天後 2. 實施淬火前 3. 淬火冷至室溫後 4. 淬火冷卻至室溫前。

答案：(4) 淬火冷卻至室溫前

解析：耐磨合金工具鋼含碳量高、淬火後麻田散體轉變應力大，若冷至室溫後再回火，容易因殘留應力與相變應力疊加而產生裂紋。因此回火應在淬火冷卻尚未完全冷至室溫前（仍溫熱時）即進行，以及時釋放應力。選項1延遲回火風險高；選項2尚未淬火；選項3已冷至室溫，裂紋風險較高。

第24題

下列何者的變態溫度是隨含碳量增加而昇高 1. A 2. A 3. A c m 4. A 。

答案：(3) A c m

解析：鐵碳平衡相圖中，A1共析溫度約727°C不隨含碳量變化；A3線隨含碳量增加而下降；Acm線則隨含碳量增加而上升。因此變態溫度隨含碳量增加而昇高者為Acm。選項A3下降，A1恆定。

第25題

過共析鋼加熱至A 以上,A c m 以下之間之溫度可能得到組織是 1. 沃斯田體+雪明碳體 2. 沃斯田體+肥粒體 3. 波來體+肥粒體 4. 沃斯田體。

答案：(1) 沃斯田體+雪明碳體

解析：過共析鋼的室溫組織為波來體加雪明碳體。加熱超過 A1 時，波來體中的肥粒體與雪明碳體先變成沃斯田體，但原先晶界上粗大的雪明碳體要加熱到 Acm 以上才會完全固溶。因此，在 A1 以上、Acm 以下的兩相區，組織是沃斯田體加雪明碳體。選項 2 的沃斯田體加肥粒體出現在亞共析鋼 A1 至 A3 之間；選項 3、4 分別是退火態與完全奧斯田體化的組織。

第26題

下列資料何者無法從鐵碳平衡圖得到 1. 硬度 2. 成份 3. 溫度 4. 組織。

答案：(1) 硬度

解析：鐵碳平衡圖以成分為橫軸、溫度為縱軸，可查出給定含碳量在各溫度下的相與組織，以及A1、A3等變態溫度，因此成分、溫度、組織都能從圖上讀得。硬度屬於機械性質，會受冷卻速率與組織粗細影響，必須以硬度試驗測定，平衡圖上並沒有硬度刻度，故選1。

第27題

工作圖之尺寸 是表示 1. 圓柱直徑可作到75 . 005 ~75 . 010 之間 2. 圓孔直徑可作到75 . 015 ~74 . 990 之間 3. 圓孔直徑可作到75 . 015 ~75 . 010 之間 4. 圓柱之長度可作到75 . 015 ~74 . 990 之間。

答案：(2) 圓孔直徑可作到75 . 015 ~74 . 990 之間

第28題

鋁合金實施固溶化處理保溫後,應以何種冷卻方式冷至室溫 1. 爐冷 2. 水冷 3. 空冷 4. 油冷。

答案：(2) 水冷

解析：鋁合金固溶化處理需將合金元素溶入鋁基固溶體，保溫後必須快速水冷，使高溫固溶體在室溫保留為過飽和固溶體，以利後續時效強化。爐冷、空冷、油冷冷速不足，會導致析出與強度下降。

第29題

火焰硬化為有效防止鋼的脫碳最好採用 1. 滲碳焰 2. 中性稍帶氧化焰 3. 氧化焰 4. 中性而稍帶還原焰。

答案：(4) 中性而稍帶還原焰

解析：火焰硬化時，若火焰含氧量過高會氧化鋼表面並造成脫碳。採用中性而稍帶還原焰，可避免氧化與脫碳，保持表面含碳量與硬度。氧化焰與滲碳焰不適當；中性稍帶氧化焰仍有脫碳風險。

第30題

下列那一種滲碳方法最不容易控制鋼料表面含碳量 1. 液體滲碳 2. 固體滲碳 3. 氣體滲碳 4. 真空滲碳。

答案：(2) 固體滲碳

第31題

下列元素何者會使鐵碳平衡圖中沃斯田體區域擴大 1. N i 2. C r 3. S i 4. C o 。

答案：(1) N i

第32題

方形螺紋最適合用於 1. 調整距離 2. 傳達動力 3. 固定機件 4. 精密儀器。

答案：(2) 傳達動力

第33題

鋼管(瓦斯、水管)之稱呼尺寸為根據 1. 管內外徑平均值 2. 管近似內徑尺寸 3. 管外徑尺寸 4. 管牙螺紋底徑而定之。

答案：(2) 管近似內徑尺寸

第34題

將常溫加工後的鋼件加熱到250 ~ 370 °C然後水冷,以去除殘留應力,增加彈性限的處理叫 1. 球化處理 2. 恆溫回火 3. 發藍處理 4. 麻回火。

答案：(3) 發藍處理

第35題

麻淬火主要目的為 1. 慢速通過P s 點 2. 快速通過M s 點 3. 慢速通過B s 點 4. 慢速通過M s 點。

答案：(4) 慢速通過M s 點

第36題

壓力單位m m a q 是 1. 水銀柱壓力 2. 大氣壓 3. 真空度 4. 水柱壓力。

答案：(4) 水柱壓力

第37題

高速鋼回火時,合金碳化物在 1. 200 °C 2. 500 °C 3. 300 °C 4. 400 °C 附近造成顯著的二次硬化現象。

答案：(2) 500 °C

解析：高速鋼(含 W、Mo、Cr、V 等)回火時，約 500–560 °C 區間合金碳化物(M₂C、MC 等)大量析出，導致硬度回升，稱為二次硬化。200 °C(1)為第一回火區(ε 碳化物析出)；300 °C(3)為第二回火區(殘留奧氏體轉變)；400 °C(4)為第三回火區(馬氏體回火軟化)，皆未達二次硬化峰值。

第38題

A A 6000 系鋁合金主要的強化方法為 1. 微化晶粒 2. 加工硬化 3. 析出硬化 4. 固溶強化。

答案：(3) 析出硬化

解析：6000 系鋁合金(Al-Mg-Si 系)屬熱處理可強化合金，主要強化機制為析出硬化：經固溶處理後時效，析出 β''、β'、β (Mg₂Si) 強化相。微化晶粒(1)與加工硬化(2)非主要強化途徑；固溶強化(4)為固溶原子造成晶格畸變，非 6000 系主要強化機制。

第39題

下列那一種表面硬化處理所需的時間最長 1. 火焰硬化熱處理 2. 高週波熱處理 3. 氣體滲氮 4. 氣體滲碳。

答案：(3) 氣體滲氮

解析：氣體滲氮溫度低(500–550 °C)，氮原子擴散係數小，滲層深度通常 0.1–0.6 mm，需 10–50 小時甚至更久；氣體滲碳(4)溫度高(900–950 °C)，碳擴散快，同深度僅需數小時；火焰硬化(1)與高週波(2)屬表面淬火，加熱冷卻極快，處理時間以秒、分計算。

第40題

洛氏H R A 硬度試驗荷重為 1. 150 k g 2. 60 k g 3. 200 k g 4. 100 k g 。

答案：(2) 60 k g

第41題

C u - Z n 合金中,伸長率最好的是 1. 40 %Z n 2. 20 %Z n 3. 30 %Z n 4. 10 %Z n 。

答案：(3) 30 %Z n

解析：Cu-Zn 二元合金(黃銅)中，α 相區(Zn < 35%)具最佳塑性；伸長率隨 Zn 含量增加先升後降，在 30% Zn 附近(α 相單相區邊界)達最大值。10% Zn(4)為低鋅黃銅，強度較低；20% Zn(2)為 73 黃銅；40% Zn(1)進入 α+β 兩相區，脆性增加、伸長率下降。

第42題

一般碳鋼的疲勞限強度約為其抗拉強度的 1. 80 % 2. 60 % 3. 50 % 4. 70 % 。

答案：(3) 50 %

解析：一般碳鋼的疲勞極限（疲勞限強度）在未考慮表面、尺寸等修正因素下，約為抗拉強度之50％。此關係多適用於中低碳鋼，並非固定比例，實際值會隨材質、熱處理及加工狀態而異。選項1、2、4所給之比例皆偏高，與一般經驗值不符，故以50％最具代表性。

第43題

含C r 的不銹鋼對於 1. 硝酸( H N O ) 2. 硫酸( H S O ) 3. 氟酸( H F ) 4. 鹽酸( H C l ) ,最具耐蝕性。

答案：(1) 硝酸( H N O )

解析：含Cr的不銹鋼在空氣或氧化性環境中會於表面形成緻密之Cr2O3鈍化膜，對氧化性酸如硝酸（HNO3）具有極佳耐蝕性。相對地，對還原性酸如鹽酸（HCl）及具強還原性的氟酸（HF）鈍化膜易遭破壞，耐蝕性較差；硫酸（H2SO4）則視濃度與溫度而有不同表現。故最具耐蝕性者為硝酸。

第44題

下列中會燃燒的氣體是 1. 氫氣 2. 氬氣 3. 氮氣 4. 氧氣。

答案：(1) 氫氣

解析：可燃氣體須同時具備可燃性物質與適當空氣（或氧氣）方能燃燒。氫氣（H2）本身為可燃氣體，與空氣混合後極易點燃燃燒。氬氣（Ar）及氮氣（N2）皆屬惰性或難反應氣體，並不具可燃性。氧氣（O2）本身並非可燃氣體，而是助燃氣體，並不會單獨燃燒，故正確答案為氫氣。

第45題

碳鋼滲碳後如需實施兩次淬火,第一次淬火的目的是 1. 表層組織微細化 2. 心部組織微細化 3. 硬化心部 4. 硬化表層。

答案：(2) 心部組織微細化

解析：滲碳後若採兩次淬火，第一次淬火的加熱溫度較高，主要目的是使心部完全沃斯田鐵化，並細化心部晶粒、改善心部韌性；第二次淬火再加熱至表層適當溫度，使高碳表層獲得細緻的麻田散鐵並提高硬度。硬化表層是第二次淬火的功能，第一次淬火並非以硬化心部為主，因此選心部組織微細化。

第46題

沃斯田體最大碳固溶量約為 1. 2 . 11 % 2. 6 . 69 % 3. 0 . 77 % 4. 0 . 022 %。

答案：(1) 2 . 11 %

解析：在Fe-Fe3C平衡圖中，沃斯田體（γ相）為面心立方結構，於1147℃共晶溫度時對碳的最大固溶量最高。由Acm線所示，沃斯田體最大碳固溶量約為2.11％。選項2為Fe3C理論碳含量6.69％，選項3為共析點碳量0.77％，選項4為α鐵極微量固溶0.022％，均與沃斯田體最大固溶量無關。

第47題

合金鋼實施回火時,發生低溫回火脆性的溫度是在 1. 150 °C 2. 650 °C 3. 550 °C 4. 300 °C 附近。

答案：(4) 300 °C 附近

解析：淬火鋼經回火時，於約250～350℃範圍（一般稱為低溫回火範圍附近，以300℃為代表）會出現所謂「低溫回火脆性」或藍脆現象，衝擊韌性會明顯降低。此現象與碳在馬氏體中之析出及內部應力改變有關。較高溫度如550℃、650℃多屬第一、二種回火脆性之範圍，故最符合者為300℃附近。

第48題

工作疲勞又稱為 1. 自然性疲勞 2. 心理性疲勞 3. 精神性疲勞 4. 生理性疲勞。

答案：(4) 生理性疲勞

解析：疲勞依成因大致可分為生理性與心理性。所謂「工作疲勞」乃因長時間作業、重複動作、勞動強度過大等因素所造成之身體機能耗損，屬於生理性疲勞範疇，並非單純精神或心理因素所致。選項2、3偏重心理層面，選項1「自然性疲勞」並非此用語，故答案為生理性疲勞。

第49題

高週波熱處理的目的是 1. 組織安定化 2. 微化晶粒 3. 硬化心部 4. 硬化表面。

答案：(4) 硬化表面

解析：高週波熱處理利用集膚效應快速加熱工件表面至淬火溫度，再快速冷卻，目的在硬化表面獲得高硬度耐磨層，同時心部保持韌性。不屬組織安定化、微化晶粒或硬化心部之主要目的。

第50題

過共析鋼之淬火處理須將溫度加熱到 1. A c 2. A c 3. A c m 4. A 上方30 ~ 50 ° C 。

答案：(2) A c

第51題

斷熱耐火磚之熱膨脹係數及熱傳導係數應該 1. 前者小後者大 2. 兩者愈小愈佳 3. 兩者愈大愈佳 4. 前者大後者小。

答案：(2) 兩者愈小愈佳

解析：斷熱耐火磚（輕質隔熱用耐火磚）之主要功能在於減少爐壁熱損失，故需具備低熱傳導係數以達到良好斷熱效果。同時亦需考慮爐體升溫、降溫時之熱應力，較低的熱膨脹係數可降低熱應力產生機率，提升使用壽命。因此設計上兩者皆愈小愈佳。選項1、4強調一大一小或相反，選項3強調愈大愈佳，皆不符合斷熱耐火磚之要求。

第52題

滲碳深度欲增為2 倍,滲碳時間應增為 1. 2 倍 2. 4 倍 3. 1 倍 4. 8 倍。

答案：(2) 4 倍

解析：滲碳深度主要受碳原子擴散控制，擴散距離與時間的平方根成正比，即d＝k√t。若欲使深度變為2倍，則√t須變為2倍，故t須增為2的平方，即4倍。此為擴散定律的典型應用；實務上尚須考慮溫度與碳勢，但僅以時間調整時，加倍深度需四倍時間。

第53題

用於電壓220 伏特,週波數60 赫之馬達,如果用於220 伏特50 赫之電,此馬達 1. 迴轉數變少 2. 迴轉數變多 3. 會燒壞 4. 迴轉數不變。

答案：(1) 迴轉數變少

解析：感應電動機同步轉速 n = 120f/P，與電源頻率成正比。極數不變時，頻率由 60 Hz 降為 50 Hz，轉速降為原來的 50/60 ≈ 83%，故迴轉數明顯變少。附帶提醒：電壓同為 220 V 而頻率下降，V/f 比升高，鐵心磁通增大、激磁電流上升，長時間運轉有過熱之虞，但本題問的是轉速變化，故選 1。

第54題

碳鋼之含碳量為 1. 2 . 11 %~4 . 3 % 2. 4 . 3 ~6 . 69 % 3. 小於0 . 022 % 4. 0 . 022 ~2 . 11 %。

答案：(4) 0 . 022 ~2 . 11 %

解析：碳鋼的含碳量範圍界定在肥粒鐵最大固溶碳量 0.022% 與沃斯田鐵最大固溶碳量 2.11% 之間。低於 0.022% 屬工業純鐵；2.11%～4.3% 為亞共晶白鑄鐵；4.3% 是共晶成分；4.3%～6.69% 為過共晶白鑄鐵。因此碳鋼為 0.022～2.11%，選 4。

第55題

導電率最好的金屬為 1. C u 2. A u 3. P t 4. A g 。

答案：(4) A g

解析：以 IACS 國際退火銅導電率標準比較，銀（Ag）約 105% IACS，是導電率最高的金屬；銅（Cu）約 100% IACS 居次，因價格與機械性質均衡，電線電纜仍以銅為主。金（Au）約 70% IACS，鉑（Pt）更低，僅約 10% IACS 左右，耐蝕性雖好但導電性差，故選 4。

第56題

雪明碳體的含碳量約為 1. 4 . 3 % 2. 2 . 11 % 3. 6 . 69 % 4. 0 . 022 %。

答案：(3) 6 . 69 %

解析：雪明碳體即碳化鐵 Fe₃C，碳原子量 12、鐵 56，含碳量 = 12 ÷ (56×3＋12) = 12 ÷ 180 ≈ 6.67%，一般取 6.69%。4.3% 是共晶成分（粒滴斑鐵），2.11% 是沃斯田鐵最大固溶碳量，0.022% 是肥粒鐵最大固溶碳量，故選 3。

第57題

在控制爐氣中,下列何種成分對鋼料具有氧化性 1. H 2. C O 3. C H 4. C O 。

答案：(4) C O

解析：控制爐氣中，CO₂ 屬氧化性氣體，會使鋼料表面氧化甚至脫碳；CO 與 H₂ 在適當條件下具還原性，可抑制氧化；CH₄ 則是滲碳性氣體，可提供碳勢。因此對鋼料具氧化性者為 CO₂，選 4。

第58題

喬米尼( J o m i n y ) 端面淬火時,噴水的自由高度為 1. 75 ± 10 m m 2. 65 ± 10 m m 3. 85 ± 10 m m 4. m m 。

答案：(2) 65 ± 10 m m

解析：喬米尼（Jominy）端面淬火試驗中，噴嘴水柱的自由高度規定為 65±10 mm，水溫約 20～25℃。試片加熱至沃斯田鐵化溫度後迅速夾持，由下端面噴水冷卻，冷卻後沿軸向磨出平台量測硬度，繪出端面硬度曲線以判斷硬化能，故選 2。

第59題

S C M 記號之鋼,主要合金元素含有 1. C r 、M n 2. C 、M n 3. C r 、M o 4. C 、M o 。

答案：(3) C r 、M o

解析：JIS 鋼種記號中 SCM 代表鉻鉬鋼，主要合金元素為 Cr 與 Mo，例如 SCM435 約含 1.0% Cr、0.2% Mo，具良好硬化能與耐高溫強度，常用於齒輪、軸件等。SCr 為鉻鋼、SMn 為錳鋼；C 是碳，屬基本成分而非此處所指的合金元素記號，故選 3。

第60題

把淬火後的鋼料加熱到適當的溫度,以調節其硬度而得到適當的強韌性,此種處理稱為 1. 回火 2. 均質化 3. 正常化 4. 退火。

答案：(1) 回火

解析：淬火後的鋼料雖硬，但脆性大且殘留應力高；將其再加熱到A1變態點以下的適當溫度，保溫後冷卻，使麻田散體分解成回火麻田散體等組織，可降低硬度、消除殘留應力並提升韌性，此製程即為回火。均質化是在高溫長時間保溫，使成分擴散均勻；正常化是加熱至沃斯田體化後空冷，以細化晶粒；退火主要用於軟化、改善切削性。三者目的與「調節硬度、獲得適當強韌性」不同。

第61題

洛氏硬度H R C 所使用之壓痕器為 1. 1 . 588 m m 鋼球 2. 頂角120 ° 之鑽石圓錐 3. 3 . 175 m m 鋼球 4. 頂角136 ° 之鑽石正方角錐。

答案：(2) 頂角120 ° 之鑽石圓錐

解析：洛氏硬度依壓痕器與荷重區分尺度：HRC 使用頂角 120°、尖端半徑 0.2 mm 的鑽石圓錐，荷重 150 kgf；HRB 使用 1.588 mm（1/16 in）鋼球，荷重 100 kgf。頂角 136° 的鑽石正方角錐則是維氏硬度 HV 的壓痕器，故選 2。

第62題

下列元素何者會使鐵碳平衡圖中沃斯田體區域變窄 1. C r 2. N i 3. C u 4. M n 。

答案：(1) C r

第63題

流體床爐加熱工件是藉由 1. 攪動之懸浮耐火氧化物顆粒 2. 加壓流動的氣體 3. 流動的金屬浴 4. 流動的鹽浴。

答案：(1) 攪動之懸浮耐火氧化物顆粒

解析：流體床爐由爐底通入氣體，使氧化鋁等耐火顆粒懸浮並劇烈攪動，形成類似流體的沸騰層。工件浸入後，主要靠這些高溫顆粒的對流與傳導迅速加熱，因此答案是攪動之懸浮耐火氧化物顆粒。氣體只是提供流化的動力，並非主要加熱介質；金屬浴與鹽浴則分別屬於金屬浴爐和鹽浴爐。

第64題

A A 5000 系鋁合金係指 1. A l - M g 系 2. A l - C u 系 3. A l - Z n 系 4. A l - S i 系合金。

答案：(1) A l - M g 系

解析：AA四位數編號的第一位代表主要合金元素，5代表鎂，所以5000系為Al-Mg系合金。此系鋁合金以鎂固溶強化，密度低、耐蝕性與焊接性良好，加工硬化性佳，常作防鏽鋁材。2xxx系為Al-Cu，7xxx系為Al-Zn，4xxx系為Al-Si，不可與5000系混淆。

第65題

雪明碳體是 1. 鐵的同素異形體 2. 混合物 3. 固溶體 4. 化合物。

答案：(4) 化合物

解析：雪明碳體是鐵與碳形成的化合物，化學式為Fe3C，碳原子佔據鐵晶格中的特定位置，組成固定，不是混合物，也不是固溶體。它具有獨立晶格，硬度高、脆性大，是鋼中重要的強化相；鐵的同素異形體指α鐵、γ鐵等純鐵結構，與Fe3C不同。

第66題

良好的淬火液應具有何種特性 1. 比熱小 2. 黏度大 3. 導熱度大 4. 揮發性大。

答案：(3) 導熱度大

解析：良好的淬火液應具備比熱大、導熱度大、黏度低、揮發性小及不易變質等特性，才能迅速帶走工件熱量，使鋼件獲得足夠冷卻速度，並減少軟點與變形。比熱小或黏度大都會降低散熱效率；揮發性大則易使濃度改變、液面不穩，甚至增加火災風險。因此導熱度大為正確特性。

第67題

純鐵由γ →δ 之變態稱為 1. A 2. A 3. A 4. A 。

答案：(2) A

第68題

下列鋼種何者不具磁性 1. 高錳鋼 2. 鎳鉻鉬鋼 3. 鉻鋼 4. 鉻鉬鋼。

答案：(1) 高錳鋼

解析：高錳鋼含錳約11～14%，常溫下可保持沃斯田鐵組織，沃斯田鐵為非磁性，因此不具磁性。鎳鉻鉬鋼、鉻鋼與鉻鉬鋼在常態組織多為肥粒鐵、波來鐵或麻田散鐵，均具鐵磁性。需注意鋼的磁性取決於組織，不能只憑合金元素名稱判斷。

第69題

鋼之M s 變態溫度受下列何者因素影響最大 1. 成份 2. 冷卻速率 3. 加熱速率 4. 加熱溫度。

答案：(1) 成份

解析：Ms變態溫度主要受鋼的化學成分控制，尤其是碳含量；碳及多數合金元素會使Ms下降，因此相同冷卻條件下不同鋼種的Ms差異很大。冷卻速率主要影響沃斯田鐵是否轉變為麻田散鐵及轉變量，對Ms溫度的影響較小；加熱速率與加熱溫度雖會改變沃斯田鐵狀態，但影響不如成分。

第70題

C u - Z n 合金中抗拉強度最大的是 1. 40 %Z n 2. 10 %Z n 3. 30 %Z n 4. 20 %Z n 。

答案：(1) 40 %Z n

解析：Cu-Zn黃銅的強度隨含鋅量增加而上升，約在40%Zn附近達到抗拉強度最大值，此時組織為α+β雙相，β相提供強化效果；超過此範圍後強度反而下降。30%Zn附近則以塑性、伸長率較佳，10%與20%Zn固溶強化較少，強度更低。因此本題選40%Zn。

第71題

鋼鐵五大元素係指 1. H 、S、N、O 、C 2. P、S i、V、N i、C r 3. M n、W、N i、C r、V 4. C、S i 、 M n 、P 、S 。

答案：(4) C、S i 、 M n 、P 、S

解析：鋼鐵五大元素指碳(C)、矽(Si)、錳(Mn)、磷(P)、硫(S)，為判定鋼材化學成分與品質的基本項目。選項 1 含氫氮氧非五大元素，選項 2、3 列舉合金元素非基礎五大元素。

第72題

在鐵碳平衡圖中,下列何種組織不會出現 1. 肥粒體 2. 沃斯田體 3. 麻田散體 4. 波來體。

答案：(3) 麻田散體

第73題

工件退火後硬度偏高的原因,可能是由於 1. 保溫時間過長 2. 冷卻過快 3. 加熱溫度高 4. 工件尺寸過大所造成。

答案：(2) 冷卻過快

解析：退火的目的在於軟化工件，完成加熱與保溫後應隨爐緩慢冷卻，使組織充分回復、再結晶或球化。若冷卻過快，擴散與組織調整不足，可能形成較細的波來鐵、變態組織甚至麻田散鐵，使硬度偏高。保溫過長或溫度過高通常使晶粒粗化而較軟，工件尺寸大則冷卻較慢，不是硬度偏高的主因。

第74題

下列何者為對鋁材腐蝕性最強的化學品 1. 鹽酸 2. 硫鹽 3. 鉻酸 4. 苛性鈉。

答案：(4) 苛性鈉

解析：鋁是兩性金屬，表面雖有氧化鋁鈍化膜，但在強鹼中會先被溶解，露出活性鋁後再進一步反應。苛性鈉（NaOH）與鋁的反應式為2Al＋2NaOH＋2H2O→2NaAlO2＋3H2，反應激烈並放出氫氣，因此對鋁材腐蝕性強。鉻酸則具鈍化作用，會使鋁表面生成保護膜，不屬於強腐蝕劑。

第75題

機械構造用碳鋼實施球化退火時的最高加熱溫度為 1. A c m +30 °C 2. A +30 °C 3. A +30 °C 4. A +30 °C。

答案：(3) A +30 °C

第76題

碳鋼實施水淬火時,必須注意水溫不可超過 1. 50 °C 2. 70 °C 3. 30 °C 4. 15 °C。

答案：(3) 30 °C

解析：碳鋼水淬時，水溫宜維持在15～30°C，最高不可超過30°C。水溫過高會降低冷卻速度，使蒸汽膜不易破裂，可能造成淬火硬度不足或冷卻不均；50°C、70°C都明顯過高。15°C是水溫的低溫端，不是不可超過的上限。

第77題

鋼料應從何種組織實施淬火 1. 波來體 2. 沃斯田體 3. 肥粒體 4. 麻田散體。

答案：(2) 沃斯田體

解析：淬火前須將鋼加熱到沃斯田體區，使碳與合金元素固溶，再以超過臨界冷卻速度急冷，讓沃斯田體變態成麻田散體。波來體與肥粒體是常溫平衡組織，直接淬火無法獲得均勻高硬度；麻田散體則是淬火後的產物，不能當作淬火起點。因此鋼料應從沃斯田體組織實施淬火。

第78題

亞共析鋼實施淬火時,應加熱至何種變態點的稍上方 1. A 2. A 3. A c m 4. A 。

答案：(4) A

第79題

機械構造用鋼實施正常化時的冷卻方法為 1. 空冷或風冷 2. 油冷 3. 爐冷 4. 水冷。

答案：(1) 空冷或風冷

解析：正常化是將鋼加熱到A3或Acm上方約30～50°C，完全沃斯田體化後放在靜止空氣中冷卻，必要時以風扇吹風加速，仍屬空冷範圍。油冷或水冷速度過快，容易產生麻田散體、變形或裂紋；爐冷速度太慢，則接近退火而得到較粗的波來體。因此正常化採空冷或風冷。

第80題

以撞錘撞擊試片,由其反彈的高度來決定其硬度的試驗方法為 1. 勃氏 2. 維克氏 3. 蕭氏 4. 洛氏。

答案：(3) 蕭氏

解析：蕭氏硬度試驗是讓撞錘從固定高度落下撞擊試片，依撞錘反彈的高度換算硬度；反彈越高，表示試片越硬。勃氏與維克氏都以壓痕器壓入試片，再量測壓痕尺寸；洛氏則以壓痕深度差表示硬度。只有蕭氏法利用反彈高度決定硬度，所以答案為蕭氏。