汽車防撞桿用高強度鋁合金擠型材均質化處理與預熱溫度影響之研究

簡易檢索 / 詳目顯示

回結果列表

研究生：	謝奇峰 Xian-Fong Xiang
論文名稱：	汽車防撞桿用高強度鋁合金擠型材均質化處理與預熱溫度影響之研究
指導教授：	歐炳隆 Bin-Lung Ou
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 機械工程學系 Department of Mechanical Engineering
畢業學年度：	88
語文別：	中文
論文頁數：	87
中文關鍵詞：	再結晶、均質化、擠製
外文關鍵詞：	6061, homogenization, extrusion, 7005, recrystallization
相關次數：	點閱：17 下載：0
分享至:	分享至facebook 分享至twitter

查詢本校圖書館目錄查詢臺灣博碩士論文知識加值系統勘誤回報

6061鋁合金均質化溫度550℃時間5個小時，足夠的時間將鑄造後的偏析及共晶相消除，而預熱溫度越高，擠製後基地內含固溶原子越多，520℃擠製後幾乎可將Mg、Si元素完全固溶在基地，在之後的人工時效析出緻密且細小的強化相，得到較高的強度。7005鋁合金均質化處理為470℃時間24小時，提高預熱溫度會降低擠製壓力，但也會使得晶粒粗大，造成強度下降，此外提高預熱溫度並不會增加固溶量，因此當預熱溫度為470℃足夠讓7005鋁合金完全固溶。7005鋁合金擠製品的邊緣多為被拉長的晶粒及部分未再結晶組織，而中心部分多為等軸再結晶晶粒。

The results indicates that 6061 aluminum alloy using 550℃×5hrs homogenization have enough time to eliminate eutectic phases and segregation. Extrusion at 520℃,the Mg and Si elements were completely dissolved into matrix to cause greater strength after artificial aging. 7005 aluminum alloy which homogenization 470℃×24hrs lower the maximum pressure by raising extrusion temperature. But raising extrusion temperature the grain size was coarse. The dissolved amounts were not increased by raising extrusion temperature.When extrusion temperature was 470℃,the precipitates phases can be completely dissolved into matrix.7005 aluminum alloy extrusion product’s side were long recrystallization grains and partial fiber structure but extrusion product’s center were equiaxed recrystallization grains.

謝誌....................................................... I
Abstract.................................................. II
摘要...................................................... III
目錄...................................................... IV
表目...................................................... VI
圖目..................................................... VII
第一章 緒論................................................. 1
一.序言............................................... 1
二.理論基礎與論文回顧................................. 3
2-1 Al-Mg-Si合金簡介................................. 3
2-2 Al-Mg-Si合金析出序列............................ 4
2-3 Al-Zn-Mg合金簡介................................. 5
2-4 Al-Zn-Mg合金析出序列............................ 5
2-5 添加過渡元素(Mn、Cr、Zr)的影響.................. 6
2-6 擠製過程........................................ 7
2-6.1 擠製過程................................... 7
2-6.2 固溶處理................................... 8
2-6.3 淬火....................................... 8
2-7 擠製性探討...................................... 9
2-7.1 合金成份對擠製性的影響..................... 9
2-7.2 預熱溫度對擠製性的影響...................... 9
2-8 時效............................................ 9
2-8.1 時效處理................................... 9
2-8.2 時效強化機構............................. 10
2-9 加工組織的回復................................ 10
2-9.1 再結晶................................... 10
2-9.2擠型加工對微結構及機械性質的影響.......... 12
第二章 本文............................................... 14
一. 前言............................................ 14
二.實驗步驟與方法................................... 15
2-1材料........................................... 15
2-2擠製過程....................................... 15
2-3最大擠製壓力量測............................... 15
2-4微差掃描熱分析................................. 15
2-5示差熱分析(DTA)................................ 16
2-6拉伸試驗....................................... 16
2-7金相觀察....................................... 17
2-8穿透式電子顯微鏡觀察（TEM）.................... 17
三.結果與討論…………………………………………...... 19
3-1不同均質化處理及預熱溫度對擠型性及再結晶的影響19
3-1.1 6061合金擠製時最大壓力量測結果……… 19
3-1.2 6061合金擠製後金相觀察………………… 20
3-1.3 7005合金擠製時最大壓力量測結果……… 20
3-1.4 7005合金DSC分析的結果………………… 21
3-1.5 7005合金DTA分析的結果………………… 21
3-1.6 7005合金擠製後金相觀察………………… 21
3-2不同均質化處理及預熱溫度對材料析出之影響…… 22
3-2.1 6061合金拉伸測試結果……………………… 22
3-2.2 6061合金DSC分析的結果………………… 23
3-2.3 6061合金穿透式電子顯微鏡TEM觀察結果 24
3-2.4 7005合金拉伸測試結果...………………… 24
四.結論…………………………………………………… 26
參考文獻…………………………………………………… 27
表…………………………………………………………… 29
圖…………………………………………………………… 32
表 目
表一 不同合金之擠型性…………………………………………. 29
表二 合金成份…………………………………………………. 29
表三 均質化條件………………………………………………….. 30
表四 擠製參數…………………………………………………….. 30
表五 6061擠製後金相腐蝕液之配方表…………………………. 31
圖 目
圖一 Al-Mg-Si合金三元相圖(液相面)…………………………... 32
圖二 Al-Mg2Si擬二元合金相圖…………………………………. 32
圖三 Al-Mg-Si合金固溶處理．淬水再經過30天自然時效後
DSC熱分析結果……………………………………………. 33
圖四 6000系合金以10℃/min之速率加熱至各個預定的溫度
後，所拍攝之TEM影像…………………………… 33
圖五 擠製流程圖…………………………………………………. 34
圖六 各種合金元素對擠型負載的影響…………………………. 35
圖七 差排通過析出粒子的Orowan機構………………………... 36
圖八 不同擠製方式下金屬流動的情形………………………... 36
圖九 在擠製品截面上應變與應變梯度的變化……………… 37
圖十 DSC基本構造………………………………………………. 38
圖十一 DTA的基本構造…………………………………………. 38
圖十二 拉伸試棒平板……………………………………………. 39
圖十三 拉伸試棒圓棒……………………………………………. 39
圖十四 6061合金經550℃×5hrs後以預熱溫度520℃擠製
之壓力變化圖……….………………………………… 40
圖十五6061合金經550℃×5hrs、540℃×5hrs、530℃×5hrs
均質化以預熱溫度480℃、500℃、520℃擠製，最大壓力圖 41
圖十六6061合金經550℃×3hrs、540℃×3hrs、530℃×3hrs
均質化以預熱溫度480℃、500℃、520℃擠製，最大壓力圖 42
圖十七 6061合金經550℃×5hrs均質化後以預熱溫度
480℃、500℃、520℃擠製後的金相圖………………… 43
圖十八 6061合金經540℃×5hrs均質化後以預熱溫度
480℃、500℃、520℃擠製後的金相圖…………………… 44
圖十九 6061合金經530℃×5hrs均質化後以預熱溫度
480℃、500℃、520℃擠製後的金相圖…………………… 45
圖二十 6061合金經550℃×3hrs均質化後以預熱溫度
480℃、500℃、520℃擠製後的金相圖…………………… 46
圖二十一 6061合金經540℃×3hrs均質化後以預熱溫度
480℃、500℃、520℃擠製後的金相圖…………………… 47
圖二十二 6061合金經530℃×3hrs均質化後以預熱溫度
480℃、500℃、520℃擠製後的金相圖…………………… 48
圖二十三7005合金經470℃×24hrs、460℃×24hrs、450℃×24hrs
均質化以預熱溫度470℃、490℃、510℃、550℃擠製，最
大壓力圖……………………………………………… 49
圖二十四7005合金經470℃×10hrs、460℃×10hrs、450℃×10hrs
均質化以預熱溫度470℃、490℃、510℃、550℃擠製，最
大壓力圖……………………………………………… 50
圖二十五7005合金經470℃×24hr均質化?再加熱至470℃、
490℃、510℃擠製淬水?DSC熱分析結果…………… 51
圖二十六7005合金經460℃×24hr均質化?再加熱至470℃、
490℃、510℃擠製淬水?DSC熱分析結果……………. 52
圖二十七7005合金經450℃×24hr均質化?再加熱至470℃、
490℃、510℃擠製淬水?DSC熱分析結果……………. 53
圖二十八 7005合金經470℃×10hr均質化?再加熱至470℃、
490℃、510℃擠製淬水?DSC熱分析結果……………. 54
圖二十九7005合金經460℃×10hr均質化?再加熱至470℃、
490℃、510℃擠製淬水?DSC熱分析結果…………… 55
圖三十 7005合金經450℃×10hr均質化?再加熱至470℃、
490℃、510℃擠製淬水?DSC熱分析結果……………. 56
圖三十一 7005鋁合金DTA分析………………………………… 57
圖三十二 7005合金經470℃×24hrs均質化後以預熱溫度
470℃、490℃、510℃擠製後圓棒中心的金相圖………… 58
圖三十三 7005合金經460℃×24hrs均質化後以預熱溫度
470℃、490℃、510℃擠製後圓棒中心的金相圖………… 59
圖三十四 7005合金經450℃×24hrs均質化後以預熱溫度
470℃、490℃、510℃擠製後圓棒中心的金相圖………… 60
圖三十五 7005合金經470℃×24hrs均質化後以預熱溫度
470℃、490℃、510℃擠製後圓棒週圍的金相圖………… 61
圖三十六 7005合金經460℃×24hrs均質化後以預熱溫度
470℃、490℃、510℃擠製後圓棒周圍的金相圖………… 62
圖三十七 7005合金經450℃×24hrs均質化後以預熱溫度
470℃、490℃、510℃擠製後圓棒周圍的金相圖………… 63
圖三十八 7005合金經470℃×10hrs均質化後以預熱溫度
470℃、490℃、510℃擠製後圓棒中心的金相圖………… 64
圖三十九 7005合金經460℃×10hrs均質化後以預熱溫度
470℃、490℃、510℃擠製後圓棒中心的金相圖………… 65
圖四十 7005合金經450℃×10hrs均質化後以預熱溫度
470℃、490℃、510℃擠製後圓棒中心的金相圖………… 66
圖四十一 7005合金經470℃×10hrs均質化後以預熱溫度
470℃、490℃、510℃擠製後圓棒週圍的金相圖………… 67
圖四十二 7005合金經460℃×10hrs均質化後以預熱溫度
470℃、490℃、510℃擠製後圓棒周圍的金相圖………… 68
圖四十三 7005合金經450℃×10hrs均質化後以預熱溫度
470℃、490℃、510℃擠製後圓棒周圍的金相圖………… 69
圖四十四 6061合金經550℃×5hr、540℃×5hr、530℃×5hr均質化
以不同的預熱溫度擠製淬水，經175℃×8hrs人工時效後
的UTS圖………………………………………………… 70
圖四十五 6061合金經550℃×5hr、540℃×5hr、530℃×5hr均質化
以不同的預熱溫度擠製淬水，經175℃×8hrs人工時效後
的YS圖…………………………………………………… 71
圖四十六 6061合金經550℃×3hr、540℃×3hr、530℃×3hr均質化
以不同的預熱溫度擠製淬水，經175℃×8hrs人工時效後
的UTS圖………………………………………………… 72
圖四十七 6061合金經550℃×3hr、540℃×3hr、530℃×3hr均質化
以不同的預熱溫度擠製淬水，經175℃×8hrs人工時效後
的YS圖…………………………………………………… 73
圖四十八 6061合金經550℃×5hr均質化?再加熱至520℃擠製淬水
?經530℃×0.5hr固溶處理淬水? DSC熱分析結果… 74
圖四十九6061合金經550℃×5hr均質化?再加熱至480℃、500℃、
520℃擠製淬水?DSC熱分析結果……………………... 75
圖五十 6061合金經540℃×5hr均質化?再加熱至480℃、500℃
、520℃擠製淬水?DSC熱分析結果……………………... 76
圖五十一6061合金經530℃×5hr均質化?再加熱至480℃、500℃
、520℃擠製淬水?DSC熱分析結果……………………... 77
圖五十二6061合金經550℃×3hr均質化?再加熱至480℃、500℃
、520℃擠製淬水?DSC熱分析結果…………………….. 78
圖五十三6061合金經540℃×3hr均質化?再加熱至480℃、500℃
、520℃擠製淬水?DSC熱分析結果…………………….. 79
圖五十四6061合金經530℃×3hr均質化?再加熱至480℃、500℃
、520℃擠製淬水?DSC熱分析結果……………………... 80
圖五十五 6061合金經530℃×3hr均質化後以不同預熱溫度擠製
淬水?人工時效後TEM圖........................................ 81
圖五十六 6061合金經540℃×3hr均質化後以不同預熱溫度擠製
淬水?人工時效後TEM圖........................................ 82
圖五十七 6061合金經550℃×3hr均質化後以不同預熱溫度擠製
淬水?人工時效後TEM圖........................................ 83
圖五十八 7005合金經470℃×24hr、460℃×24hr、450℃×24hr
均質化以不同的預熱溫度擠製淬水，經人工時效後
的UTS圖……………………………………………… 84
圖五十九 7005合金經470℃×24hr、460℃×24hr、450℃×24hr
均質化以不同的預熱溫度擠製淬水，經人工時效後
的YS圖……………………………………………… 85
圖六十 7005合金經470℃×10hr、460℃×10hr、450℃×10hr
均質化以不同的預熱溫度擠製淬水，經人工時效後
的UTS圖……………………………………………… 86
圖六十一 7005合金經470℃×10hr、460℃×10hr、450℃×10hr
均質化以不同的預熱溫度擠製淬水，經人工時效後
的YS圖……………………………………………… 87

                                

1.日本輕金屬學會委員，”鋁合金之組織與性質”,日本輕金屬學
會.,pp278~279
2.L.Zhen,W.D.Fei,S.B.kang,H.W.Kim,”Precipitation behaviour of Al-
Mg-Si alloys with high silicon content”,Journal of Materials Science
32,pp.1895-1902,1997
3.G.Thomas,”The Aging Characteristics of Aluminium Alloys.”,Journal
of the institute of metals ,vol.90,pp57~63,1961.
4.M.H.Jacobs,Phil.Mag.26,1, 1972
5.M.H.Mulazimoglu,R.A.L.Drew,J.E.Gruzelski,”Electrical conductivity
of aluminuim-rich Al-Si-Mgalloys”,Journal of materials science letters
vol.8,pp297~300,1989
6.Lars Halldahl;Thermochimica Acta 214(1993),33
7.Bin-Lung Ou,Yoshikazu Tsuzuki,Kunihiko,Katsutoshi Sasaki and
Hajime Watanabe,”Age-Hardenability of a 6000-Series(Al-Mg-
Si)Alloy”,Furukawa Review No.14(1995),pp157~162,1995
8.A.Lutts;Acta Metall.9(1961),577
9.Yoshio Baba and Akira Takashima;Trans JIM 10(1969),196
10.Toshiya Hirata,Shigeru Matsuo,”Two-Step Aging Behaviours in an
Al-1.2wt%Mg2Si Alloy”,Trans JIM,vol.13,pp231~237,1971
11.R.C.Dorward,”Preaging Effect in Al-Mg-Si Alloys Containing 0.6 to
0.9Pct Mg2Si”,Metallurgical Transactions,vol.4,pp507~512,1973
12.鈴木壽，菅野幹宏，白石泰久,”Effects of excesses magnesium or
silicon on the two-step aging behavior of Al-Mg2Si alloys”,日本輕金
屬,vol.29,pp197~203,1978
13.Kelly and R.B.Nicholson, Progress in Materials Science, Vol.10,p.149,
Pergamon Press,1963.
14.G. W. Lorimer and R. B. Nicholson, “Further Results on the Nucleation of Precipitates in the Al-Zn-Mg system”, Acta Metallurgica, Vol. 14,
p.1009-1013, 1966.
15. M. Conserva, E. D. Russo and O. Caloni, “Comparison of the
Influence of Chrominum and Zirconium on the Quench Sensitivity of
Al-Zn-Mg-Cu Alloys”, Metallurgical Transactions, Vol. 12, April,
pp.1227-1232, 1971.
16. Dr. M.P. Clode ,”Material Flow and Microstructure Development
During Extrusion of AA6063”,Proceedings of Fifth International
Aluminum Extrusion Technology Seminar ,Chicago,pp79~99,1992
17. 岡庭茂 , “Extrusion of Aluminum Alloys” ,輕金屬.
,Vol.45,no.8 pp471-p489,1995
18. 日本輕金屬學會委員，”鋁合金之組織與性質”,日本輕金屬學
會.,pp289
19. J.Langerweger；Aluminum Technology 1980,pp.216~pp.222
20. Oddvin Reiso,”The Effect of Comosition and Homogenization
Treatment on Extrudability of AlMgSi Alloys”,Proceedings of Third
International Aluminum Extrusion Technology
Seminar,Atlanta,pp31~45,1984
21. Roberte E.,Reed-Hill,Physical Metallurgy Principles third
edition,pp532~534
22 T. Sheppard, “Temperature and speed effect in hot extrusion of
aluminium alloys”,Metal Technology.,pp130-140,April 1981
23 Wolf-Dieter Finkelnburg,Gunther Scharf,”Some Investigation on the
Metal Flow During Extrusion of Al Alloys”,Proceedings of Fifth
International Aluminum Extrusion Technology Seminar
vol1,Chicago,pp475~484,1992
24.Wojciech Libura,”The Strain Gradient on Microstruction and Properties
of Extruded Aluminum Extrusion Alloys”Proceedings of Fifth
International Aluminum Extrusion Technology Seminar
vol1,Chicago,pp485~494,1992

簡易檢索 / 詳目顯示

相關論文