金屬基複合材料由於有堅硬的陶瓷顆粒分散於基材內,故耐磨耗性優異, 但也因此很難機械加工。若能將複合材料鑄成近淨形(near net shape), 再施以鍛造後即為成品,不但可消除複合材料鑄件中的孔隙 ( pores)並 可使製程簡化而降低生產成本。本研究是以7075鍛造用高強度鋁合金為基 材,採融體混合鑄造製程(compocasting)製造5 vol% SiC顆粒強化 7075 MMCs,藉著改變凝固速率探討複合材料的鑄造性,並探討鍛造及不同條件 之熱處理對複合材料顯微組織及機械性質之影響,以尋求MMCs經熱鍛造後 的最佳熱處理條件。實驗結果顯示:增快凝固速率能降低MMCs的氣孔量且 細化基材顯微組織。初鑄態MMCs其 SiC-Al界面粗糙且有偏析現象。以x 光繞射分析 MMCs電解腐蝕後萃取物,顯示有輕微界面反應發生。鑄件經 閉模熱鍛後可消除部份氣孔並打碎部份樹枝狀晶。和初鑄MMCs相比較, MMCs鍛造後強度增加 67%、延性增加 34%。MMCs鑄鍛件的破壞行為顯示 為 SiC的劈裂與鋁合金基材的延性破裂,而同鍛造條件的7075為韌窩狀延 性破裂。 MMCs鑄鍛件於固溶熱處理後之破壞行為顯示為淬火造成界面相 性質劣化,於拉伸時引發 SiC和Al界面的分離,接著微孔隙成長及連接而 引起鋁基材延性破裂而導致整個MMCs的破壞。經T6熱處理後,本研究7075 鑄鍛件於固溶時間 1小時,人工時效時間24小時達最大強度值526MPa。 MMCs鑄鍛件於固溶處理時間 2小時,人工時效時間12小時可達最大強度 值504MPa。鑄鍛後熱處理有助於改善MMCs界面的偏析現象。
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