臺灣博碩士論文加值系統

本研究主要針對AZ80A鎂合金擠製板銲道進行固溶及時效處理，其析出物對銲道結構與機械性質影響之研究。銲接方式為採用交流電(AC)惰氣鎢極電弧銲(TIG)對平板進行銲接。而固溶處理溫度為420℃、時間1小時，時效處理溫度200℃，時間分別設定4、8、12、16、20小時。
由實驗結果發現，試片隨著時效時間的增長，析出物的析出能有效提升材料的硬度。於母材及銲道中所析出的析出物種類大致相同，但析出時間及型態與分佈會稍有不同。層狀析出物為母材及銲道最早析出之物相，此析出物的析出能有效提升硬度、降服強度及最大抗拉強度，但因破裂路徑易沿此析出物面破裂，故層狀析出物的析出將使伸長率下降。
當層狀析出物逐漸轉變成斷續層狀析出物時，將導致其降伏強度有下降的現象，但銲道內部短棒狀析出物的生成似乎對降伏強度有提升的效果。其邊界析出物不斷析出，破裂路徑易沿晶粒邊界與此析出相界面間產生剝離現象，進而導致伸長率的下降。
在總和各參數試片之分析結果，不論母材或銲道經420℃-1hr固溶處理後、再施以200℃-4hr之時效處理，皆可獲得較佳機械性質的表現。

The purpose of this study for extrusion AZ80A magnesium alloy welds carry out solid solution and aging treatment, and discussion the precipitates type and distribution to welds micro structure and mechanical property influence situation. The experiment uses the alternating current inert gas tungsten electrode arc welding (TIG) way plate welding. Use the temperature 420℃ solid solution treatment and to keep the temperature 1 hour, and then use the 200℃ temperature, the time set 4, 8, 12, 16, 20 hours to carry out the aging treatment.
From the experimental results showed the welds to accompany the aging time increasing, these precipitates can effectively enhance the hardness of materials. Base and welds metal have the same type of precipitates, but the time, pattern and distribution of precipitates will be slightly different. The layer-shaped precipitate is the first emergence in base and welds metal. The precipitates can effectively enhance the micro-hardness, yield strength and maximum tensile strength, but the breakage way easily along precipitates interface separation, thus cause the elongation ratio to drop.
When layer-shaped precipitates transform to intermittent layer-shaped precipitates will be led to decline in yield strength, but the short-rod-shaped precipitates begin to precipitate help to enhance the yield strength in welds. The boundary precipitates keep growing, the breakage way easily along grain boundary and precipitates interface separation cause the elongation ratio to drop.
In the sum of the data analysis, the AZ80A magnesium alloy base and welds, use the 420 ℃-1hr solution heat treatment, after use the 200 ℃-4hr aging treatment will be get better of mechanical properties.

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簽名頁
授權書 iii
中文摘要 iv
英文摘要 v
誌謝 vii
目錄 viii
圖目錄 xii
表目錄 xvi

第一章 前言 1
第二章 文獻回顧 2
2.1 鎂合金簡介 2
2.1.1 鎂資源及提煉 3
2.1.2 鎂合金發展 3
2.1.3 鎂合金製造 4
2.1.4 鎂合金添加其元素 6
2.1.5 鎂合金擠製及機械性質 8
2.1.6 鎂合金產品及應用 9
2.2 銲接製程 11
2.2.1 惰氣鎢電極電弧銲(TIG) 11
2.2.2 電子束銲接(EBW) 12
2.2.3 摩擦攪拌銲接(FSW) 14
2.2.4 銲接的凝固型態 15
2.3 熱處理 16
2.3.1 預熱及銲後熱處理 16
2.3.2 固溶處理 18
2.3.3 時效析出硬化 19
2.4 析出物種類及形態 20
2.4.1 連續型與非連續型析出物 20
2.4.2 鎂合金析出物種類 23
2.5 析出物量對機械性質的影響 26
第三章 實驗方法 28
3.1 實驗材料 28
3.2 實驗規劃 29
3.3 實驗步驟 30
3.4 銲接實驗 33
3.5 金相顯微組織的觀察 35
3.6 晶粒尺寸的量測 36
3.7 微硬度試驗 38
3.8 拉伸試驗 40
3.9 破裂路徑與破斷面分析 41
3.10 掃描式電子顯微鏡(SEM)與能量分散光譜儀(EDS) 41
第四章 實驗結果分析與討論 43
4.1 AZ80A鎂合金母材顯微結構組織的觀察 43
4.1.2 銲道的顯微組織結構觀察 44
4.1.3 經固溶處理之母材與銲道試片顯微結構組織的改變 45
4.1.4 經時效處理之鎂合金母材與銲道試片顯微結構組織的改變 46
4.2 AZ80A鎂合金析出物相之定義 49
4.2.1 層狀析出物 50
4.2.2 草蓆狀析出物 52
4.2.3 板片狀析出物 52
4.2.4 短棒狀析出物 53
4.2.5 邊界析出物 54
4.3 AZ80A鎂合金母材及銲道時效處理後析出物之種類 57
4.4 時效處理對銲道微硬度之變化情形 61
4.5 母材與銲道拉伸試片的製作與機械性質測試 64
4.5.1 試片行拉伸測試之機械性質 67
4.5.2 母材及銲道經固溶處理之機械性質 68
4.5.3 母材及銲道行時效處理之機械性質 70
4.5.4 時效處理對降伏強度的影響 71
4.5.5 時效處理對抗拉強度的影響 73
4.5.6 時效處理對伸長率的影響 75
4.5.7 時效處理對韌性值的影響 75
4.6 拉伸試片破斷面分析 78
4.6.1 AZ80A鎂合金母材破斷面分析 78
4.6.2 AZ80A鎂合金銲道破斷面分析 81
4.7 固溶銲道左右側熱影響區晶粒粗大現象 84
4.7.1 母材固溶後晶粒粗大顯微組織觀察 84
4.7.2 母材固溶後鋁含量之變化 86
4.7.3 銲道試片之金相顯微組織 87
4.7.4 銲道試片經固溶處理後之整體微硬度值變化 89
4.7.5 銲道試片經固溶處理後之含鋁量變化 89
第五章 結論 93
參考文獻 95

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