* 工程材料第三章金屬材料§3-0  學習重點( 一)金屬材料之分類→鐵金屬、非鐵金屬( 二)金屬材料的特性( 三)金屬之結晶構造→體心方格子、面心立方格子、六方密格子( 四)金屬材料晶體點缺陷( 五)金屬材料之加工方法→鍛造、軋壓、拉製、壓製、擠壓( 六)鋼鐵之熱處理→淬火、回火、退火( 七)金屬材料之試驗→抗拉試驗、硬度試驗、衝擊試驗( 八)影響工程材料腐蝕之環境特性( 九)風化作用→物理性風化與化學性風化( 十)腐蝕之種類( 十一)鋼筋之腐蝕與防蝕方法( 十二)鋼筋之保護層厚度規定( 十三)防蝕材料→熱浸鍍鋅( 十四)防蝕管理→腐蝕之檢測方法( 十五)金屬材料之防蝕方法§3-1  概述金屬材料之分類：( 一)鐵金屬(1) 鐵(2) 合金( 二)非鐵金屬(1) 重要者(2) 次要者(3) 合金元素一般金屬材料的特性：( 一)固體狀態時，構成結晶體。( 二)延展性強，具有很大之塑性變形能力。( 三)抗拉、抗壓、抗剪、抗扭強度大。( 四)電和熱的優良導體。( 五)雖不透明但具有特殊之金屬光澤。§3-2  金屬之結晶構造金屬材料的結晶構造：( 一)體心方格子( 二)面心立方格子( 三)六方密格子金屬材料晶體點缺陷種類：( 一)空位缺陷( 二)格隙缺陷( 三)置換型缺陷( 四)Frenkel 缺陷( 五)Schottky 缺陷§3-3  金屬材料之加工金屬材料之加工係先將材料加熱軟化，再以下列方法製造：( 一)鍛造( 二)軋壓( 三)拉製( 四)壓製( 五)擠壓鋼鐵含碳量增加對材料之影響：( 一)降低熔點( 二)容易熱處理( 三)焊接易產生裂縫( 四)硬度提高( 五)提高抗拉強度( 六)減少延展性鋼鐵之熱處理(heat treatment) 方式：( 一)淬火( 二)回火( 三)退火→目的為：(1) 使晶粒變大，增加強度。(2) 軟化鋼鐵，增加延展性。(3) 除去因淬火、鑄造和冷作所造成之殘餘應力。(4) 改變延展性、韌性、電學及磁性§3-4  金屬材料之試驗§3-4-1  抗拉試驗§3-4-2  硬度試驗§3-4-3  衝擊試驗§3-5  腐蝕§3-5-1  概述一般影響工程材料腐蝕之環境特性：( 一)潮濕空氣比乾燥空氣易腐蝕( 二)炎熱空氣比寒冷空氣易腐蝕( 三)污染空氣比乾淨空氣易腐蝕( 四)熱水比冷水易腐蝕( 五)海水比淡水易腐蝕( 六)酸性溶液比鹼性溶液易腐蝕( 七)普通鋼比不銹鋼易腐蝕( 八)在真空中無腐蝕現象§3-5-2  腐蝕種類腐蝕之種類：( 一)均勻腐蝕( 二)流電腐蝕( 三)罅隙腐蝕( 四)挖坑腐蝕( 五)顆粒間腐蝕( 六)應力腐蝕( 七)腐蝕疲勞( 八)沖蝕腐蝕( 九)選擇性腐蝕( 十)高溫腐蝕( 十一)露點腐蝕→防止露點腐蝕之方法：(1) 提高操作溫度，高於露點溫度。(2) 使用低硫(＜0.5%) 或低氯燃料。(3) 使用較低之過剩空氣率燃燒。(4) 使用附加劑[MgO 、Mg(OH)2] 。(5) 使用防蝕材料。§3-6  鋼筋之腐蝕混凝土中鋼筋受腐蝕之情形：( 一)陽極( 二)陰極( 三)電導通路( 四)電流( 五)電解溶液結構物使用一段時間後常發生鋼筋銹蝕，其原因如下：( 一)暴露環境惡劣。( 二)結構物有裂縫存在。( 三)混凝土保護層不足。( 四)使用混凝土材料不當(含氯離子)。( 五)施工不良。( 六)使用不當(超載)。§3-7  鋼筋之防蝕防止混凝土中鋼筋銹蝕之方法：( 一)設計階段(1) 適當保護層厚度(2) 降低水灰比(3) 使用預力混凝土，避免裂縫產生(4) 使用優良材料(5) 正確使用結構物(6) 降低橋樑撓度，減少裂縫( 二)施工階段(1) 避免密集的配筋，以免工作度差，而造成蜂窩龜裂(2) 鋼筋確實固定，以免移動影響保護層厚度(3) 模板應緊密，以免漏漿，而造成蜂窩龜裂(4) 規劃施工縫適當位置(5) 預力混凝土鋼腱套管內應依規定灌漿(6) 確實搗實(7) 良好混凝土養護(8) 加強品管以符設計要求( 三)材料選擇階段(1) 降低水灰比(2) 增加水泥量(3) 採用礦粉摻料(爐石粉、飛灰、矽灰)，減少混凝土孔隙率