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姓名 蔡嘉倫(KAR-LUN CHOI)  查詢紙本館藏   畢業系所 機械工程學系
論文名稱 汽車車體用6000系鋁合金時效極初期析出舉動之HR-TEM研究
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摘要(中) 本實驗主要是以6022鋁合金(Al-0.6wt%Mg-1.0wt%Si)作為實驗材料,研究6022鋁合金板材經過不同條件的階段式淬火對於自然時效析出舉動之影響。
實驗中藉由改變階段式淬火的溫度與時間,並配合微差掃描分析儀(DSC)、硬度試驗及高解析度穿透式電子顯微鏡(HR-TEM),探討階段式淬火對於析出物的影響。
由實驗結果得知,6022鋁合金淬火的溫度越高,試片的起始硬度就會越高,硬度到達穩定的時間也會越早,硬度的提升量也越小,穩定後的硬度也越高。另外,淬火溫度高且持溫時間長則會讓試片起始硬度高,甚至不需自然時效,硬度便能穩定。經過階段式淬火處理之試片(各淬火溫度與持溫時間)若其起始硬度值在63以上,則其硬度就不會改變,在自然時效過程中硬度將保持穩定。
6022鋁合金隨著階段式淬火溫度越高,析出
G.P. Zones (II)或中間相β′的顆粒越大,分布也越稀疏。階段式淬火於較高溫度(120 ℃、150 ℃)之試片,析出物為中間相β′,而階段式淬火於較低溫度(70℃、90℃)之試片,其析出物為G.P.Zones (II)。
關鍵字(中) ★ DSC
★ 析出強化
★ 階段式淬火
★ HR-TEM
★ 鋁合金
關鍵字(英)
論文目次 目 錄
摘 要……………………………………………………………………………………………Ⅰ
謝 誌……………………………………………………………………………………………Ⅱ
目 錄……………………………………………………………………………………………Ⅲ
表目錄…………………………………………………………………………………………Ⅳ
圖目錄…………………………………………………………………………………………Ⅴ
第一章 緒論……………………………………………………………………………………1
一、序言…………………………………………………………………………………………1
二、理論基礎與論文回顧………………………………………………………………………2
2-1 Al-Mg-Si簡介………………………………………………………………………………2
2-2 Al-Mg-Si合金之析出硬化熱處理…………………………………………………………2
2-3 Al-Mg-Si合金的時效硬化過程……………………………………………………………4
2-3-1 Al-Mg-Si合金的時效析出序列與機構…………………………………………………4
2-3-2 Al-Mg-Si合金的兩段時效………………………………………………………………5
2-3-3 析出強化機構……………………………………………………………………………7
2-4 加工組織的回復……………………………………………………………………………7
2-4-1 再結晶……………………………………………………………………………………7
第二章 本文……………………………………………………………………………………10
一、前言………………………………………………………………………………………10
二、實驗步驟與方法…………………………………………………………………………12
2-1 材料………………………………………………………………………………………12
2-2熱處理………………………………………………………………………………………12
2-3 微差掃描熱分析(DSC)…………………………………………………………………12
2-4硬度值量測…………………………………………………………………………………13
2-5 穿透式電子顯微鏡觀察(TEM)…………………………………………………………14
三、結果與討論………………………………………………………………………………15
3-1 6022鋁合金經不同階段式淬火條件對自然時效時析出舉動之影響…………………15
3-1-1 硬度測量結果與DSC分析………………………………………………………………15
3-1-2 TEM之觀察結果…………………………………………………………………………18
四、結論………………………………………………………………………………………20
參考文獻………………………………………………………………………………………21
表………………………………………………………………………………………………24
圖………………………………………………………………………………………………25
表 目 錄
表一 6022鋁合金之成分分析………………………………………………………………24
圖 目 錄
圖1 Al-Mg-Si合金三元相圖(液相面)………………………………………………………25
圖2 Al-Mg2Si擬二元合金……………………………………………………………………25
圖3 Al-Mg-Si合金中,Mg、Si元素在鋁基地內的固溶度與溫度之關係圖………………26
圖4 Al-Mg-Si合金在固溶處理.淬水,再經30天自然時效後之DSC分析結果…………26
圖5 6000系鋁合金以10℃/min之加熱速率至各溫度後所拍攝之TEM圖…………………27
圖6 差排切過析出相質點之模式圖(表面硬化)…………………………………………27
圖7 差排切過析出相質點時造成差排彎曲之模式圖(表面硬化)………………………28
圖8 差排通過析出相之模式圖(化學硬化)………………………………………………28
圖9 差排通過析出相質點之模式圖…………………………………………………………29
圖10 某特定溫度下,析出硬化型合金之時效硬化曲線圖………………………………29
圖11 6022鋁合金製造流程圖………………………………………………………………30
圖12 連續退火線製造模式圖………………………………………………………………30
圖13 6022鋁合金模擬實際固溶處理之流程圖……………………………………………31
圖14 DSC之基本構造…………………………………………………………………………32
圖15 6022鋁合金經過階段式淬火於不同溫度並持溫1小時,之後淬火至室溫,
進行自然時效至50天期間內試片硬度的測量紀錄…………………………………33
圖16 6022鋁合金經過階段式淬火於70℃並持溫不同時間,之後淬火至室溫,
進行自然時效至50天期間內試片硬度的測量紀錄…………………………………34
圖17 6022鋁合金經過階段式淬火於80℃並持溫不同時間,之後淬火至室溫,
進行自然時效至50天期間內試片硬度的測量紀錄…………………………………35
圖18 6022鋁合金經過階段式淬火於90℃並持溫不同時間,之後淬火至室溫,
進行自然時效至50天期間內試片硬度的測量紀錄…………………………………36
圖19 6022鋁合金經過階段式淬火於100℃並持溫不同時間,之後淬火至室溫,
進行自然時效至50天期間內試片硬度的測量紀錄…………………………………37
圖20 6022鋁合金經過階段式淬火於110℃並持溫不同時間,之後淬火至室溫,
進行自然時效至50天期間內試片硬度的測量紀錄…………………………………38
圖21 6022鋁合金經過階段式淬火於120℃並持溫不同時間,之後淬火至室溫,
進行自然時效至50天期間內試片硬度的測量紀錄…………………………………39
圖22 6022鋁合金經過階段式淬火於130℃並持溫不同時間,之後淬火至室溫,
進行自然時效至50天期間內試片硬度的測量紀錄…………………………………40
圖23 6022鋁合金經過階段式淬火於140℃並持溫不同時間,之後淬火至室溫,
進行自然時效至50天期間內試片硬度的測量紀錄…………………………………41
圖24 6022鋁合金經過階段式淬火於150℃並持溫不同時間,之後淬火至室溫,
進行自然時效至50天期間內試片硬度的測量紀錄…………………………………42
圖25 6022鋁合金經過階段式淬火於70℃並分別持溫1、14小時,之後淬火至
室溫,進行自然時效0、30天之DSC分析結果………………………………………43
圖26 6022鋁合金經過階段式淬火於120℃並分別持溫1、2小時,之後淬火至
室溫,進行自然時效0、20天之DSC分析結果………………………………………44
圖27 6022鋁合金施以階段式淬火於70℃x 10h, 90℃x 6h, 120℃x 1h,
150℃x 30min 之HR-TEM觀察…………………………………………………………45
圖28 6022鋁合金施以階段式淬火於70℃x 10h, 90℃x 6h, 120℃x 1h,
150℃x 30min 之HR-TEM觀察…………………………………………………………46
圖29 6022鋁合金施以階段式淬火於120℃x 1h之HR-TEM觀察……………………………47
圖30 6022鋁合金施以階段式淬火於150℃x 30min之HR-TEM觀察………………………48
圖31 6022鋁合金施以階段式淬火於150℃x 30min之HR-TEM觀察………………………49
參考文獻 參考文獻
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指導教授 歐炳隆(Bin-Lung Ou) 審核日期 2005-6-28
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