面對數以萬計的材料與其熱處理組合，我們不可能瞭解到每一種組合所導致的材料性質變化，所以必須從原理來理解，此原理乃基於熱處理對材料的微結構變化，所導致相對應的材料性質改變;本書以材料基礎理論作為入門知識，所有熱處理之相變化現象均以理論為解說背景，循序漸進，期能達到對熱處理融會貫通的目的。引用的參考資料，除了大量熱處理研究理論與實務外，也有很多是作者之教學研究心得，為了表彰大家對金屬熱處理的貢獻，每章節都盡可能將所引用之參考資料列出。本書對象為大學院校及技術學院及工專各科系學生為主要對象，對金屬材料熱處理原理與實務有興趣的工程師都值得研讀。



本書特色



　　1.本書以材料基礎理論作為入門知識，所有熱處理之相變化現象均以理論為解說背景，循序漸進，期能達到對熱處理融會貫通的目的。

　　2.涵蓋了材料表面硬化處理與輝面熱處理、材料性質檢測與分析等內容。

　　3.編寫方式，盡量深入淺出並求完整，從基礎金屬材料科學開始，介紹了原子結構與鍵結、晶體結構、晶體的缺陷、差排與塑性變形、相平衡圖、相變化、材料之強化等基礎理論及現象，爾後分別介紹鋼鐵、鋁、鈦、銅、鎂等金屬材料之熱處理原理與實務。

第1章 基礎金屬材料科學

1.1 金屬原子結構與鍵結

1.2 晶體結構

1.2.1 七大晶系與十四種晶格

1.2.2 金屬晶體

1.2.3 多形體與同素異形體

1.3 晶體缺陷

1.3.1 點缺陷

1.3.2 線缺陷:差排

1.3.3 面缺陷

1.3.4 體缺陷

1.4 相平衡圖

1.4.1 一元相圖與相律

1.4.2 固溶體與修門－羅素理法則

1.4.3 二元相圖之分類

1.4.4 二元同型合金系與平衡冷卻微結構

1.4.5 槓桿法則

1.4.6 二元同型合金系之非平衡冷卻微結構

1.4.7 二元合金之偏晶反應

1.4.8 二元共晶合金系之相圖

1.4.9 二元共晶合金系之平衡冷卻微結構

1.4.10 二元合金之包晶反應

1.4.11 形成中間相之二元合金系相圖

1.4.12 共析與包析反應

1.4.13 三元合金相圖

1.5 差排與塑性變形

1.5.1 差排與塑性變形

1.5.2 晶體理論強度與實際強度

1.5.3 滑動系統

1.5.4 單晶變形與臨界剪應力

1.5.5 多晶材料的變形

1.5.6 雙晶變形

1.6 材料之強化

1.6.1 應變強化

1.6.2 固溶強化

1.6.3 細晶強化

1.6.4 析出強化

1.6.5 散佈強化

1.6.6 鐵碳系之麻田散鐵強化

1.6.7 共晶強化

1.6.8 複合材料強化

1.7 材料性質的表示法

1.7.1 量測數據變異性的表示法:

1.7.2 設計因子與安全因子

1.7.3 延性的表示法



第2章 鋼鐵材料熱處理原理

2.1 Fe-Fe3C二元合金相圖

2.2 Fe-Fe3C二元合金之平衡冷卻微結構

2.3合金元素對Fe-Fe3C二元相圖之影響

2.4 純鐵的凝固與溶解

2.4.1 純鐵凝固之自由能與過冷

2.4.2 純鐵溶化時之自由能與過熱

2.4.3固態鋼鐵相變化之過冷與過熱

2.4.4 純鐵凝固相變化速率

2.4.5共晶層狀共晶微結構成長動力學

2.5 鋼鐵材料之相變化

2.5.1 波來鐵相變化

2.5.2 麻田散鐵相變化與回火處理

2.5.3 形狀記憶效應

2.5.4 變韌鐵相變化

2.6 TTT曲線圖與CCT曲線圖

2.6.1 TTT曲線圖

2.6.2 CCT曲線圖



第03章 鋼鐵淬火與回火熱處理

3.1 碳鋼之碳含量與硬度

3.2 鋼的硬化能力

3.2.1 硬化能力試驗

3.2.2 影響硬化能之因素

3.3 鋼之淬火

3.3.1 冷卻曲線與冷卻劑

3.3.2 冷卻能H與H-DI -Dc關係圖

3.3.3 淬火鋼的質量效應與體積變化

3.3.4 淬火裂痕

3.3.5 深冷處理

3.4 碳鋼之回火

3.4.1 高碳鋼之回火

3.4.2 低碳鋼之回火

3.4.3 回火對碳鋼機械性質之影響

3.5 合金鋼之回火

3.5.1 回火二次硬化

3.5.2 麻時效鋼

3.6 回火脆化



第04章 鋼鐵退火熱處理

4.1 均質化退火

4.2 完全退火

4.3 正常化

4.4 球化退火

4.5 製程退火（或稱再結晶退火）

4.5.1 冷加工

4.5.2 回復

4.5.3 再結晶

4.5.4 晶粒成長

4.6應力消除退火



第05章 鋼鐵沃斯田鐵化處理與熱機處理

5.1 鋼鐵沃斯田鐵化處理

5.1.1 沃斯田鐵化之成核與成長

5.1.2 沃斯田鐵晶粒成長控制

5.2 高強度低合金鋼的界面間析出

5.3 高強度低合金鋼控制輥軋熱機處理

5.3.1 控制軋延中的細晶強化

5.3.2 控制軋延中的散佈強化

5..3.3 高強度低合金鋼的強度

5.4 合金之成型性

5.4.1 應變硬化指數

5.4.2 康氏準則（ Considere’s Criterion）

5.5 雙相鋼

5.6 沃斯成形

5.6.1 高溫沃斯成形

5.6.2 室溫沃斯成形-相變化誘發塑變鋼（TRIP）

5.6.3 室溫沃斯成形-類TRIP鋼（TRIP-assisted）

5.6.4 室溫沃斯成形-雙晶誘發塑變鋼(TWIP)



第06章 高合金鋼鐵(不鏽鋼、工具鋼、鑄鐵)熱處理

6.1 不鏽鋼之代號與分類

6.2 沃斯田鐵型不銹鋼熱處理

6.2.1 鐵鉻鎳不銹鋼簡介

6.2.2 敏化與安定化處理

6.2.3 鈮與鈦之碳化物與氮化物的析出

6.2.4 中間相析出

6.2.5 固溶化(完全退火)處理

6.2.6 應力消除退火

6.3 雙相系不鏽鋼熱處理

6.4 肥粒鐵型不鏽鋼熱處理

6.4.1 肥粒鐵型不鏽鋼退火熱處理

6.4.2 肥粒鐵型不鏽鋼之475℃脆化與σ脆化

6.4.3 離相解離

6.5 麻田散鐵型不鏽鋼熱處理

6.6 析出硬化型不鏽鋼熱處理

6.7 工具鋼熱處理

6.7.1 工具鋼之分類

6.7.2 碳工具鋼熱處理

6.7.3 合金工具鋼熱處理

6.7.4 高速鋼熱處理

6.8 鑄鐵熱處理

6.8.1 鑄鐵的分類

6.8.2 白鑄鐵

6.8.3 灰鑄鐵熱處理

6.8.4 蠕灰鑄鐵

6.8.5 展性鑄鐵熱處理

6.8.6 延性鑄鐵熱處理



第07章 表面硬化處理與輝面熱處理

7.1 表面硬化處理

7.2 鋼鐵氮化表面處理法

7.2.1 氣體氮化法

7.2.2 液體氮化法

7.2.3 填封式氮化法

7.2.4 離子氮化法

7.2.5 合金元素對氮化的影響

7.3 硬質薄膜表面處理法

7.3.1 硬質薄膜之分類

7.3.2 硬質薄膜之製備

7.3.3 反應式直流濺鍍法

7.3.4 陰極電弧離子蒸鍍法(AIP)

7.3 輝面熱處理



第08 鋁合金熱處理

8.1 鋁合金分類與鎔鑄技術

8.1.1 鍛造鋁合金

8.1.2 鑄造鋁合金

8.1.3 鋁合金相圖

8.1.4 鋁合金之鑄塊品質

8.2 加工與熱處理之質別代號

8.2.1 質別代號

8.2.2 鑄塊的熱處理

8.2.3 冷加工與（製程）退火

8.2.4 安定化熱處理

8.2.5 完全退火

8.3 析出硬化熱處理

8.3.1 析出硬化之條件

8.3.2 析出硬化熱處理的基本過程

8.3.3 鋁銅合金析出硬化強化機構

8.3.4 析出硬化理論

8.3.5 其他系列鋁合金之析出強化

8.4 析出硬化熱處理實務

8.4.1 固溶處理

8.4.2 淬火與淬火敏感性

8.4.3 自然時效

8.4.4 人工時效

8.4.5 自然時效對人工時效的影響

8.4.6 冷加工對時效之影響（T8）

8.4.7 殘留應力的消除

8.5 鋁矽鑄造合金熱處理

8.5.1 鋁矽鑄造合金之改良

8.5.2 鋁矽鑄造合金析出硬化熱處理



第09章 鈦合金熱處理

9.1 鈦合金分類

9.1.1 純鈦(α型)

9.1.2 α型鈦合金

9.1.3 α＋β型鈦合金

9.1.4 β型鈦合金

9.2 鈦合金熱處理

9.2.1 退火

9.2.2 析出熱處理

9.2.3 純鈦之熱處理

9.2.4 α型鈦合金熱處理

9.2.5 α＋β型鈦合金熱處理

9.3 商用鈦合金熱處理

9.3.1 α型鈦合金熱處理（Ti-8Al-1Mo-1V）

9.3.2（α+β）型鈦合金熱處理（Ti-6Al-4V）

9.3.3（α+β）型鈦合金熱處理（SP-700）

9.3.4 β型鈦合金熱處理（Ti-13V-11Cr-3Al）



第10章 銅合金熱處理

10.1 銅及銅合金之分類

10.1.1 純銅及高銅合金

10.1.2 高銅合金

10.1.3 銅鋅合金

10.1.4 銅錫合金

10.1.5 銅鋁合金

10.1.6 銅鎳合金

10.2 銅合金熱處理

10.2.1 均質化熱處理

10.2.2 製程（軟化）退失

10.2.3 應力消除退火

10.2.4 銅鋅合金有秩結構強化熱處理

10.2.5 銅鈹合金析出強化熱處理

10.2.6 銅鋁合金相變化強化熱處理



第11章 鎂合金熱處理

11.1 鎂及鎂合金之代碼

11.2 鎂合金的腐蝕特性

11.3 鎂合金的退火

11.4 鎂合金析出硬化熱處理

11.4.1 鎂鋅二元合金之析出硬化

11.4.2 鎂鋁鋅三元合金之析出硬化



第12章 材料性質檢測

12.1 物理性質的檢測

12.1.1 熱分析法

12.1.2 電阻測試法

12.1.3 結晶結構分析

12.2微結構分析

12.2.1 光學顯微鏡觀察

12.2.2 掃描式電子顯微鏡觀察及EPMA

12.2.3 穿透式電子顯微鏡觀察及EDS

12.3 機械性質測試

12.3.1 拉伸試驗

12.3.2 硬度試驗

12.3.3 衝擊試驗

12.3.4 疲勞試驗

12.4 成份化學分析

12.4.1 原子吸收光譜與原子發射光譜原理

12.4.2 發射光譜儀

12.4.3 試片處理之原則

12.5 材料缺陷檢測

12.5.1 輻射線照相法

12.5.2 超音波檢測

12.5.3 磁粉檢測

12.5.4 渦電流檢測

12.5.5 液體滲透檢測

12.6 氫濃度的檢測

12.6.1 量測密度法（固態試樣）

12.6.2 降壓測試法（液態試樣）

12.6.3 次熔融和真空熔化測試法（固態試樣）

12.6.4 循環氣體法（液態試樣）



英中名詞對照索引

附錄A：單位轉換

附錄B：元素週期表

附錄C：元素資料表