Mg-45﹪Al-15﹪Zn之显微组织与机械性质研究.PDFVIP

Mg-4.5﹪Al-1.5﹪Zn 之顯微組織與機械性質研究 *邱盈燕 、王建義 國立東華大學材料科學與工程學系 摘要 本研究藉由合金設計與熱機處理來探索適合用於鍛壓成型的新鎂合金：選用 Mg-4.5﹪Al-1.5﹪Zn鎂合金 ， 以方向性凝固鑄成之鑄錠。先經過均質化處理，再利用溫軋分別獲得 0~80﹪不同軋延率之軋延材 ，以及分別以 250℃和 350℃ 1hr退火之退火材 。由金相觀察可以發現 ，軋延 40%率以下之軋延材 ，晶粒內部雙晶變形嚴重 ， 晶界變形扭曲 ，而且晶粒順著軋延方向變形；軋延率在 60%以上之軋延材，開始產生明顯的動態再結晶現象 ， 晶粒細化的效果明顯 。250℃之退火則有明顯之回復 ，調整晶粒組織的現象 。而在350℃之退火材會明顯觀察到 再結晶晶粒成長的現象 。由微硬度實驗 ，硬度會隨著軋延率增加而上升 ，隨著退火溫度上升而下降 。在拉伸實 驗方面 ，軋延率 80﹪時抗拉強度可達 310MPa ；當軋延率 60﹪退火 350℃時伸長率為 25﹪。 關鍵字 ：軋延 rolling ，熱機處理 thermalmechanicaltreatment ，拉伸實驗 一、前言 低 。因此在合 金組成上，以不造成β相析出之最大 Al含量 3 鎂合金比重為 1.74g/cm ，不僅在實用金屬中是最低 的添加 ，將可達最大成形能力。由圖 1之 Mg-Al-Zn 三元等 [10] 的 ，且具有優異的制振性、散熱性和良好的電磁遮蔽性 ，因 溫相圖 中 ，在 Al及 Zn固溶限最大之 Al ：Zn=3 ：1時 ， 此在追求省能源與輕量化的潮流中，鎂合金逐漸成為結構材 β相不會析出由此可知。 AZ 系合金中除了市販料， （AZ31 、 料中相當突出的重要角色，尤其以汽車產業與3C 產`業為主 AZ61 ）外 ，應該還存在更適合鍛壓之合金組成 。 要的應用 。目前 3C 產品急速朝輕薄短小發展 ，而鑄造件之 因為鎂合金無法冷加工 故需採適當加熱之溫加工， 。經 厚度薄化又有一定的極限 因此使用薄板鍛造成型之市場需， 溫間加工後 ，產生極大塑性變型之軋延狀態，但在成形加工 [1] 求也會日漸增加 。 之過程會產生動態再結晶而形成微細晶粒，對成形性會有改 鍛壓成形為塑性領域加工中相當重要的一種方式，然而 善作用 。 鎂合金之鍛壓成形相當困難因此阻礙其應用與擴大， 。而傳 二、實驗方法 [2] 統鎂合金研究又以成形方法與加工條件為主 ，由材料來探 本研究選擇Mg-4.5﹪Al-1.5﹪Zn 之鎂合金 （完整成分 討成形性的研究極少 。例如成份的調整 ，微量元素的添加 ， 如表 1所 示）為研究對象 ，以方向性凝固鑄成之鎂錠，利用 藉由顯微組織的改變 ，都會對鎂合金的成形性有 大幅影響。 機械加工成170mm×48mm×12mm之試片 。試片經過 450℃ 實際上晶粒細化對成形性有改善效果 ，而合金組成對晶粒細 持溫12 小時做均質化處理後進行輥軋，先將試片溫度加熱 化也有影響 ，因此由材料基礎的觀點 ，例如合金設計最佳 至350℃、軋延機升溫至 150℃來進行溫軋，分別軋延成20 化 、熱機處理等達到晶粒細化的效果，對成形性有改善作用。 ﹪