從金屬特性看烤盤

一、金屬特性

金屬的原子排列，不是完美的規則化。其中有許多微小的缺陷，叫做位錯或差排(dislocation)。這些小缺陷，在金屬受到外力，例如加工的時候，會比規則排列的原子容易移動，所以它的密度、移動能力，左右加工難易程度，就是所謂「軟硬」的分別；差排的移動力，隨著溫度升高而增加。所以金屬加熱之後，會比較容易加工(比較「軟」)。

金屬經過冷加工後，這些差排會被硬擠壓、糾結在一起而難以繼續移動，所以金屬冷加工後會變「硬」。解決的辦法就是將它加熱到某個溫度，進行「退火」。金屬彎折，就是類似冷加工。加熱到退火溫度後，又會變「軟」了。

【實驗測試：將一張地毯平整鋪在另一張地毯上，要平行拉動它，非常困難。但是如果你將上面的地毯做出一些平行的小皺折，就很容易拉動了。這些小皺折，就類似金屬中的差排。你用兩條毛巾，也可以作個簡單實驗體會一下。】

二、金屬材料的變形有彈性變形與塑性變形 

對大部分的金屬材料而言，金屬在變形後，會回復原本的樣子，稱為彈性變形，彈性變形僅存在於應變為0.005以內。當材料的變形超過此點時，應力與應變的關係不再維持正比的關係，且發生永久不再回復或塑性變形(plastic deformation)，亦即當除去應力後亦無法返回其原來的位置。結晶型與非結晶形材料而言，此種變形機構不同。對結晶固體而言，變形是藉由差排運動滑動過程來達成。

金屬在塑性變形時外觀尺寸塑性變形，其內部組織及晶格也變形，是外觀尺寸塑性變形的產物一旦消除內部的這些應力和晶格變形，外觀尺寸還會發生改變。

三、金屬材料加工過程的情況

金屬塑性變形過程會導致內部缺陷的增多，缺陷增多阻礙位錯滑移，塑性變形抗力增強，工件硬化。冷加工對金屬宏觀體積變化影響較小；加工硬化在加工過程中，其外觀尺寸一定會產生變化（變形），普通碳鋼、以及普通合金鋼都有加工硬化現象。

         金屬是由金屬晶格排列而形成的(是金屬所特有的，各種金屬皆不盡相同)；金屬烤盤如無特殊需求，應該都是冷加工而成 (在結晶溫度下的加工)，因此其晶格組織與排列會因加工而產生"差排"，"空格"…等晶格排列不整齊的現象；在加工完成後，那些錯位的晶格會要回到原來的位置，因而產生"內應力"。內應力會隨時間、溫度，及放置時有無限制而變化。

    註：冷加工（如拉拔、擠壓）一般都會使金屬材料的外觀尺寸變形。

四、結論

金屬烤盤置於烤箱內烘烤，會因溫度給予晶格"能量"使那些脫隊的晶格有能量回到因加工移位的原來的位置，才會造成變形情況發生，變形穩定時間因不同金屬與厚度而有所不同，所以新烤盤需經過一段時間烘烤使用後，才會使烤盤變形情況趨於平緩。(烤盤烘烤後變形屬熱漲冷縮現象)