李輝隆的部落格(Leon Lee): 粉末冶金與佛法(43)

2013年9月6日星期五

粉末冶金與佛法(43) – 金相與心相

2012.12 李輝隆

「金相」，從英文Metallography而來，就如地理是Geography意思，金相這名稱叫的真好，顧名思義就是指金屬組織的形貌或相貌，常常有人誤認為或以為是「晶相」或「晶像」，希望用此機會也澄清一下，最常使用的工具就是光學和電子顯微鏡。

金相，不像地理形貌是對地球的巨觀觀察，而是一種藉由光學或電子顯微鏡來觀察材料顯微結構的技術，顯現出來的影像，就是我們平常通稱的金相，金相技術絕大部份都被用來研究分析和調查問題，就如同在醫院對病理的檢查一般，是以此獲得更多的證據或訊息，以協助尋找真因；另外，也可以這麼比喻，就像生活中的照片照的是人物景色，照片背後都有一個時空背景和故事；金相照片則是告訴我們材料內在的背景故事。

粉末冶金的金相技術內容，就以鐵系材料為例，其變化遠比一般的鋼鐵材料豐富許多，也更複雜，從事者需要相當冷靜的心情來做，更適合有藝術天份的人投入其中鑽研和摸索，十際工作上，可以用來觀察在流程上各工程的變化，也是最常被用來分析問題的技術之一，任何一份分析報告，有金相當佐證也更具有說服力。

以下從金相技術在我們粉末冶金上的應用和各工程觀察略窺一二，由於範疇實在太大，只就我們接觸到的部份來說，以容易了解的方式簡要介紹，如吸引您稍感興趣，可以找我們技術同仁們再深入探討，他們都已是專家，相信可以和您聊上幾許。而另外更希望的是在了解粉末冶金的過程和變化當中，也從生活中探索自己內心想法的相對變化，或許我們可以把他描述為「心相」，由此您也可以觀察自己的變化，而觀察者就是您自個兒，隨時隨地都可以做，好生琢磨琢磨。

原料，我們用的原料主要大致有噴霧和還原兩種製造方法，金相可觀察到兩種原料的形貌不同，粒徑分佈等等，偶而也因為調查所需，可觀察原料內是不是有污染、結塊、偏析、或生銹等品質問題。

成形，原料經過模具和壓機成形後，在產品上是否有微細裂紋，是因為結合或調整問題，可利用金相技術觀察，更可深入觀察包括原料受壓情形，空孔的形狀、分佈和大小，推斷可能相關的各種因素，通常可以假設在原料正常的前提之下，提供模具或調整上之改善參考方向；原料之異常與否，在此階段，依各狀況不同，也有方法判處。

燒結，燒結後的金相分析是調查問題的必要步驟之一，舉凡外觀不乾淨，尺寸變化、強度和硬度不足、脫滲碳、甚或缺陷等等，由於原料化學成份不同，燒結氣氛、時間、溫度，冷卻速度之不同，就會形成變化萬千的各種金相組織和組合，觀察者在上面明察秋毫的功夫，就是一種非常重要的淡定。

加工整形，對於結構件，金相技術在此用得不多，偶有因製程產生之缺陷參與調查外，觀察加工整形程度是軸承部品的必要技術，特別是提供軸承內徑褶動面油孔等級、表面狀況之必要依據。

機械加工，金相技術最常提供給機加工的分析協助就是調查加工困難，刀具磨損太快等等。

蒸氣處理，水蒸氣和鐵反應形成氧化鐵，金相觀察可檢視氧化鐵的封孔狀況，及氧化層厚度，影響後續的氣密和耐磨等特性。

熱處理，指說是常用的滲碳(氮化)處理，和燒結的金相分析大同小異，多了硬化深度檢查。

高週波，熱處理的一種，由於只有產品局部受硬化處理，所以處理部位是否達到要求的組織、硬度、深度是觀察重點，由於冷卻速度比上面熱處理快，多了淬火裂紋需要注意觀察。

表面處理，金相常是做為厚度檢查的工具之一，因屬破壞性之分析檢查方式，已有其他非破壞性檢查方法，如X光繞射方式、IR等，取而代之。

破損分析，包括模具破損、產品測試破損，在光學方法之外，掃描式電子顯微鏡常用來分析破斷面是屬何種破壞模式，及定性成份分析，皆有助找尋問題發生的原因。

最後再回到剛剛前面說的「心相」，心是感動的，想法變化的速度是以剎那間計算，「心相」猶如電影般的畫面，微妙的變化之間串成一種種變化的感受，累積多了變成經驗智慧，我們常說莫忘初衷，就心理學而言，這是對想法在不斷產生微妙變化之後的結果感到不滿意與反思，所以會想回到初衷。時間是回不去的，但想法是可以調整，倚著初發心為目標的夢想，匯入曾經的歷程，是可以變得更成熟和茁壯。

希望看完這篇文章，希望對金相有些認識，知道我們有很多同仁為什麼做很多金相分析工作；也對我們自己的心相常常觀察，盤點檢視，然後更善待自己那顆善良的初心。