博碩士論文 92323029 詳細資訊




以作者查詢圖書館館藏 以作者查詢臺灣博碩士 以作者查詢全國書目 勘誤回報 、線上人數:25 、訪客IP:18.224.54.61
姓名 楊茲順(Tzu-shun Yang)  查詢紙本館藏   畢業系所 機械工程學系
論文名稱 ECAE改變初晶相之形貌對Al-7Si-0.35Mg合金微結構及機械性質之影響
相關論文
★ 非破壞性探討安定化熱處理對Al-7Mg鍛造合金微結構、機械與腐蝕性質之影響★ 非破壞性探討安定化熱處理對Al-10Mg鍛造合金微結構、機械與腐蝕性質之影響
★ 冷加工與熱處理對AA7055鍛造型鋁合金微結構與機械性質的影響★ 冷抽量對AA7055(Al-Zn-Mg-Cu)-T6態合金腐蝕性質和微結構之影響
★ 熱力微照射製作絕緣層矽晶材料之研究★ 分流擠型和微量Sc對Al-5.6Mg-0.7Mn合金微結構及熱加工性之影響
★ 銀對於鎂鎳儲氫合金吸放氫及電化學性質之研究★ 氧化物催化劑對亞共晶Mg-Ni合金之儲放氫特性研究
★ 熱處理對7050鋁合金應力腐蝕與含鈧鋁薄膜特性之影響研究★ Ti-V-Cr與Mg-Co基BCC儲氫合金性質研究
★ 鋰-鋁基及鋰-氮基複合儲氫材料之製程開發及研究★ 銅、鎂含量與熱處理對Al-14.5Si-Cu-Mg合金拉伸、熱穩定與磨耗性質之影響
★ 恆溫蒸發熔煉鑄造製程合成鎂基介金屬化合物及其氫化特性之研究★ 無電鍍鎳多壁奈米碳管對Mg-23.5wt.%Ni共晶合金儲放氫特性之影響
★ 微量Sc對A356鑄造鋁合金機械性質之影響★ 熱處理對車用鋁合金材料熱穩定性與表面性質之影響
檔案 [Endnote RIS 格式]    [Bibtex 格式]    [相關文章]   [文章引用]   [完整記錄]   [館藏目錄]   [檢視]  [下載]
  1. 本電子論文使用權限為同意立即開放。
  2. 已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的,進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
  3. 請遵守中華民國著作權法之相關規定,切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送,以免觸法。

摘要(中) 亞共晶型Al-Si合金之初晶相為初晶鋁、共晶矽和富鐵相。未改良之共晶矽以粗針狀形態出現,添加改良劑後可使粗針狀共晶矽纖維化。含鐵量較高之合金易有富鐵相的生成,包含了棒狀和文字型富鐵相。利用等通道轉角擠型(ECAE)改變其初晶相形貌,將影響合金微結構與機械性質。
實驗設計三種不同Sr、Fe含量之合金,使得其微結構有所差異,分別為粗針狀共晶矽、纖維狀共晶矽和棒狀富鐵相。利用ECAE製程改變其初晶相形貌後施予T6熱處理,並結合光學顯微鏡(OM)、電子微探儀(EPMA)、影像分析、穿透式電子顯微鏡(TEM)、導電度計及掃描式電子顯微鏡(SEM)探討ECAE製程改變初晶相形貌對Al-7Si-0.35Mg合金微結構所造成之變化,進而利用微結構之改變來說明其對機械性質所產生之影響。
實驗結果顯示,利用ECAE製程可以有效改變初晶相形貌,對於未改良之粗針狀共晶矽的粒化效果明顯,使其平均深寬比大幅下降;經改良之纖維狀共晶矽,其形態經ECAE製程後之矽顆粒尺寸變化有限。而棒狀富鐵相於ECAE過程中有顯著的斷裂,富鐵相之平均長度也有所減少。其中粗針狀共晶矽的粒化與棒狀富鐵相的斷裂,以及ECAE製程將孔洞密實的優良特性,皆可有效地減少破裂起始點,使得延性有所提升,進而擴展應力應變曲線獲得較高之強度水平,並且可得到較佳之品質指標。
關鍵字(中) ★ 等通道轉角擠型
★ 塑性變形
★ 共晶矽
★ 富鐵相
★ 平均深寬比
★ 品質指標
關鍵字(英)
論文目次 總目錄
謝誌………………………………………………………………… I
摘要………………………………………………………………… II
總目錄……………………………………………………………... III
圖目錄……………………………………………………………... V
表目錄……………………………………………………………... VII
壹、前言與文獻回顧……………………………………………… 1
1.1 Al-7Si-0.35Mg(A356)合金簡介..………………………. 1
1.2 共晶矽和富鐵相對Al-7Si-0.35Mg合金之影響……… 4
1.3 等通道轉角擠型(Equal Channel Angular Extrusion)….. 5
1.4 研究背景與目的………………………………………... 9
貳、實驗步驟與方法……………………………………………….. 11
2.1 合金配製、等通道轉角擠型與熱處理…...…………….. 12
2.1.1 合金配製………………………………………… 12
2.1.2 等通道轉角擠型(ECAE)………………………... 13
2.1.3 加熱過程………………………………………… 14
2.1.4 熱處理…………………………………………… 15
2.2 微結構分析……………………………………………...
15
2.2.1 金相觀察……………………………………….. 15
2.2.2 電子微探儀分析(EPMA)………………..……… 16
2.2.3 影像分析………………………………………… 16
2.2.4 穿透式電子顯微鏡(TEM)………………………. 17
2.2.4 導電度量測(%IACS)….……………………….... 17
2.2.5 掃描式電子顯微鏡(SEM)…..…………………... 18
2.2.6 拉伸破裂橫截面觀察.…………………………... 18
2.3 機械性質分析………………………………………….. 19
2.3.1 硬度試驗………………………………………... 19
2.3.2 拉伸試驗………………………………………... 19
參、結果與討論…………………………………………………… 20
3.1 微結構分析…………………………………………….. 20
3.1.1 材料巨觀分析….………………………………... 20
3.1.2 各平面顯微組織觀察………...…………………. 21
3.1.3 金相觀察及電子微探儀分析………………….... 24
3.1.4 穿透式電子顯微鏡觀察(TEM).………………… 37
3.1.5 導電度量測(%IACS)……………………………. 38
3.2 機械性質分析………………………………………………... 43
3.2.1 硬度試驗………………………………………… 43
3.2.2 拉伸試驗………………………………………… 47
肆、結論……………………………………………………………. 55
伍、未來研究方向………………………………………………….. 57
陸、參考資料……………………………………………………….. 58
圖目錄
圖1.1 Al-Si合金相平衡圖………………………………………... 2
圖1.2 等通道轉角擠型模具圖…………………………………… 8
圖1.3 等通道轉角擠型之不同擠製路徑………………………… 8
圖2.1 實驗流程…………………………………………………… 11
圖2.2 等通道轉角擠型之模具系統示意圖……………………… 14
圖2.3 試片取樣示意圖…………………………………………… 17
圖2.4 拉伸試棒規格……………………………………………… 19
圖3.1 經ECAE擠製後之試片外觀………………………………. 20
圖3.2 一次擠製的剪應變圖形與X、Y、Z平面的定義…………. 22
圖3.3 各合金經ECAE五道次各取樣平面之金相顯微組織……. 23
圖3.4 A合金之金相圖(鑄態與A0固溶)…...……………………. 25
圖3.5 A合金之金相圖(擠製五道次與A5固溶)…...……………. 26
圖3.6 A合金之金相圖(鑄態與加熱過程)…………….…………. 27
圖3.7 B合金之金相圖(鑄態與B0固溶)…………………………. 28
圖3.8 B合金之金相圖(擠製五道次與B5固溶)………………… 29
圖3.9 B合金之金相圖(鑄態與加熱過程)…………….………….. 30
圖3.10 C合金之金相圖(鑄態與C0固溶)…………………………. 32
圖3.11 C合金之金相圖(擠製五道次與C5固溶)………………… 33
圖3.12 C合金之金相圖(鑄態與加熱過程)…………….………….. 34
圖3.13 C合金鑄態之SEI及Fe元素之X光影像…………………. 36
圖3.14 C合金擠製五道次之SEI及Fe元素之X光影像…………. 36
圖3.15 A合金之TEM影像圖……………………....……………… 37
圖3.16 A、B、C合金在不同擠製道次下之導電度值……………… 41
圖3.17 A、B、C合金在不同擠製道次下之硬度值………………… 45
圖3.18 經T6熱處理後之拉伸破裂橫截面………………………... 50
圖3.19 A、B、C合金0道次與5道次之應力-應變曲線圖………… 51
圖3.20 經T6熱處理後之拉伸破斷面……………………………... 53
表目錄
表1.1 常用Al-Si鑄造合金之成份表……………………………... 3
表1.2 常用Al-Si鑄造合金之相對性質…………………………... 3
表2.1 Al-7Si-0.35Mg合金成份…………………………………... 14
表3.1 Route Bc之剪變幾何特性…………………………………. 22
表3.2 A合金之共晶矽在不同狀態下之影像分析……………… 27
表3.3 B合金之共晶矽在不同狀態下之影像分析………………. 30
表3.4 C合金之共晶矽在不同狀態下之影像分析………………. 34
表3.5 C合金之富鐵相在不同狀態下之影像分析………………. 35
表3.6 各合金道次在不同階段之導電度(%IACS) ………………… 42
表3.7 各合金道次不同階段之硬度值(HRF)…………………….. 46
表3.8 各合金道次經T6後之抗拉強度、延伸率及品質指標……. 49
表3.9 矽、鐵形態和ECAE對合金品質指標之變化率…………... 54
參考文獻 1. J.E.Gruzleski and B.M.Closset, The Treatment of Liquid Aluminum-Silicon Alloys, AFS, (1990), pp.25-228
2. 材料手冊II、非鐵金屬材料, 中國材料科學學會, pp.20(1983)
3. J.E.Hatch,”Aluminum:Properties and Physical Metallurgy”, London, Butterwordths and Co.,Ltd.,pp.143-148(1976)
4. S.Shivkumar, C.Keller and D.Apelian, “Aging Behavior in Cast Al-Si-Mg Alloys”, AFS Transactions, vol.98, pp.905-911(1990)
5. G.K.Sigworth, S.Shivkumar and D.Apelian, “The Influence of Molten Metal Processing on Mechanical Properties of Cast Al-Si-Mg Alloys”, AFS Transactions, vol.97, pp.811-824(1989)
6. E.N.Pan, M.W.Hsieh, S.S.Jang and C.R.Loper,Jr.,“Study of the Influence of Processing Parameters on the Microstructure and Properties of A356 Aluminum Alloy”, AFS Transactions, vol.97, pp.397-414(1989)
7. S.Shivkumar, S.Ricci,Jr. B.Steenhoff, D.Apelian and G.Sigworth, ”An Experimental study to Optimize the Heat Treatment Of A356 Alloy”, AFS Transaction, vol.97, pp.791-810(1989)
8. S.Shivkumar, S.Ricci,Jr. and D.Apelian, ”Influence of Solution Parameters and Simplified Supersaturation Treatments on Tensile Properties of A356 Alloy”, AFS Transaction, vol.98, pp.913-922(1990)
9. R.DasGupta, C.G.Brown and S.Marek, ”Analysis of Overmodofied 356 Aliminum Alloy”, AFS Transaction, vol.96, pp.297-310(1988)
10. D.Apelian, S.Shivkumar and G.Sigworth, ”Fundmental Aspects of Heat Treatment of Cast Al-Si-Mg Alloys”, AFS Transactions, vol.97, pp.727-742(1989)
11. F.N.Rhines and M.Aballe, ”Growth of Silicon Particles in an Aluminum Matrix”, Metallurgical Transactions, vol.17A, pp.2139-2152(1986)
12. R.C.Lemon and H.Y.Hunsicker, ”New Aluminum Permanent Mould Casting
Alloys C355 and A356” ,AFS Transactions, vol.64, pp.255-260(1956)
13. D.L.Colwell and R.J.Kissling, ”Die and Permanent Mold Casting
Aluminum Alloy Minor Elements”, AFS Transactions,
vol.69, pp.610-615(1961)
14. G.Gustafssonm, T.Thorvaldsson and G.L.Dunlop, ”The Influence of Fe and Cr on the Microstructure of Cast Al-Si-Mg Alloys”, Metallurgical Transactions, vol.17A, pp.45-52(1986)
15. O.Vorren, J.E.Evensen and T.B.Pedersen, ”Microstructure and Mechanical properties of AlSi(Mg) Casting Alloys”, AFS Transaction, vol.92, pp.459-466(1984)
16. Y.Iwahashi, H.Arima, J.C.Kim and T.Ando, “Rotary-die equal-channel angular pressing of an Al-7mass% Si-0.35mass% Mg alloy”, Scripta Materialia, vol.45, pp.261-266(2001)
17. J.W.Yeh, S.Y.Yuan and C.H.Peng, “Microstructures and Tensile Properties of an Al-12Wt Pct Alloy Produced by Reciprocating Extrusion”, Metall. Trans., vol30A, pp.1-10(1999)
18. Y.Iwahashi, J.Wang, Z.Horita and M.Nemoto, “Principle of Equal-Channel Angular Pressing for the Processing of Ultra-Fine Grained Materials”, Acta Metal., vol.35, pp.143-146(1996)
19. V.M.Segal, K.T.Hartwig and R.E.Goforth, ”In Situ Composites Processed by Simple Shear”, Materials Science and Engineering, A224, pp.107-115(1997)
20. 楊仁豪, ”AZ31鎂合金經ECAE後晶粒細化與超塑性之研究”, 國立交通大學材料科學與工程研究所碩士論文(2001)
21. M.Furukawa, Z.Horita and T.G.Langdon, “Factors influencing the shearing patterns in equal-channel angular pressing”, Materials Science and Engineering, A332, pp.97-109(2002)
22. Y.Iwahashi, Z.Horita, M.Nemoto and T.G.Langdon, ”The Process of Grain Refinement in Equal-Channel Angular Pressing”, Acta Metal., vol.46, pp.3317-3331(1998)
23. M.Furukawa, Y.Iwahashi, Z.Horita, M.Nemoto and T.G.Langdon, “The Shearing Characteristics associated with Equal-Channel Angular Pressing”, Materials Science and Engineering, A257, pp.328-332(1998)
24. 黃文賢, ”純銅晶等徑轉角擠型加工後微觀組織之變化”, 國立中山大學材料科學研究所博士論文(2000)
25. 林裕煥, “微量Sr與Be對Al-11%Si合金機械性質之影響”, 國立中央大學機械工程研究所碩士論文(1996)
26. J.C.Kim, Y.Nishida, H.Arima and T.Ando, “Microstructure of Al-Si-Mg alloy processed by rotary-die equal channel anular pressing”, Materials Letters, vol.57, pp.1689-1695(2003)
27. A.Ma, N.Saito, M.Takagi, Y.Nishida, H.Iwata, K.Suzuki, I.Shigematsu
and A.Watazu, ”Effect of severe plastic deformation on tensile
properties of a cast Al-11mass% Si alloy”, Materials Science and
Engineering, A395, pp.70-76(2005)
28. 余聲均, “微量元素添加對A356鋁合金機械性質影響之研究”, 國立中央
大學機械工程研究所碩士論文(1996)
29. 陳立文, ”等通道彎角擠製之有限元素分析”, 國立中央大學機械工程研究所碩士論文(2002)
30. M.Furukawa, Y.Iwahashi, Z.Horita, M.Nemoto and T.G.Langdon, ”The
shearing characteristics associated with equal-channel angular
pressing”, Materials Science and Engineering, A257,
pp.328-332(1998)
31. ASTM B557M-81, Annual Book of ASTM Standards, V03.01(1991)
32. P.N. Crepeau, ”Effect of Iron in Al-Si Casting Alloys: A Critical
Reviw”, AFS Transactions, vol.103, pp.361-365(1995)
33. P.S.Wang, S.L.Lee and J.C.Lin, ”Effects of solution temperature on mechanical properties of 319.0 aluminum casting alloys contaioning trace beryllium ”, Journal of Materials Research, vol.15, pp.2027-2035(2000)
34. 廖義吉, “微量Be與非平衡熱處理對319鑄鋁合金性質之影響”, 國立中
央大學機械工程研究所碩士論文(1996)
35. B.Closset, K.Pine and J.E.Gruzleski, ”Relation Between Electrical
Resistivity and Microstructure of Heat Treated Al-Si-Mg Hypoeutectic
Alloys”, AFS Transactions, vol.93, pp.307-316(1985)
37. B.Closset, R.A.L.Drew and J.E.Gruzleski, “Eutectic Silicon Shape
Control by In Situ Measurment of Resistivity”, AFS Transactions,
vol.94, pp.9-16(1986)
38. M. Drouzy, S. Jacob, and M. Richard, AFS International Cast Metals
Research Journal, pp.43-50(1980)
指導教授 李勝隆(Sheng-Long Lee) 審核日期 2005-7-19
推文 facebook   plurk   twitter   funp   google   live   udn   HD   myshare   reddit   netvibes   friend   youpush   delicious   baidu   
網路書籤 Google bookmarks   del.icio.us   hemidemi   myshare   

若有論文相關問題,請聯絡國立中央大學圖書館推廣服務組 TEL:(03)422-7151轉57407,或E-mail聯絡  - 隱私權政策聲明