掃描式電子顯微鏡(SEM)之拉伸破斷面觀察與分析

圖4-45~47分別顯示A7050鋁合金採ER5183、ER5356及ER5556填 料，在不同銲後熱處理程序之拉伸破斷面的破壞型態。圖4-45~47(a) 顯示為未經任何熱處理的銲後銲道破斷面結構，呈現平整的脆性破壞 特徵，並沒有發現大 量凹窩與撕裂坑洞的存在，因此材料將在微孔洞 聚集後迅速斷裂。晶界脆性斷裂是指沿晶粒邊界發生的分離破斷現 象，其破斷面組織呈現顆粒狀或粗瓷狀，破斷前無塑性變形，破斷面 較為平整，邊緣有剪切唇。因此，晶界脆性破斷形貌為多面體，由於 沒有塑性變形，因此呈現不同程度的晶粒多面體形貌，如圖4-45~47(a) 所示，故無經過熱處理(T1)之銲後銲道反應在拉伸數據上具有較低的 伸長率，符合與拉伸後破斷面之形貌判斷。

經固溶處理熱處理後之銲道破斷面，可由圖4-45~47(b)看出，部分 呈現凹窩(Dimple)狀與存在部分平整的破斷面組織，顯示在固溶處理 階段會造成銲後銲道以半脆性(Smi-brittle)方式破斷。

而頂時效(T6)及過時效(T73)熱處理，從圖4-45~47(c、d)顯示，破斷 面具備大小不一之深的凹窩狀組織分佈，此結構為一延性穿晶破斷模

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式。而延性破斷面會在破斷面附近產生塑性變形，其破斷面的微觀形 貌均呈現凹窩狀形貌，這凹窩狀形貌，主要是於材料內部產生微小的 塑性變形，造成微小空洞形成後聚集成長長大，導致材料破斷面留下 圓形或橢圓形凹坑。此破斷面結構，與拉伸數據上顯示相較，經銲後 熱處理具有較大的伸長率在破斷面形貌上呈現為延性破斷結構。

圖 4-45 A7050 鋁合金對接銲，採 ER5183 填料之拉伸破斷面 (a)T1 處理；(b) T4 處理；(c) T6 處理；(d) T73 處理

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圖 4-46 A7050 鋁合金對接銲，採 ER5356 填料之拉伸破斷面 (a)T1 處理；(b) T4 處理；(c) T6 處理；(d) T73 處理

圖 4-47 A7050 鋁合金對接銲，採 5556 填料之拉伸破斷面 (a)T1 處理；(b) T4 處理；(c) T6 處理；(d) T73 處理

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圖 4-48~50 分別顯示 A7075 鋁合金採 ER5183、ER5356 及 ER5556 填料，在不同銲後熱處理程序之拉伸破斷面的破壞型態。圖 4-48~50(a) 顯示為未經任何熱處理的銲後銲道破斷面結構，不管採用何種填料，

均呈現平整的脆性破壞特徵，並沒有發現大量凹窩與撕裂坑洞，且發 現破斷面存有沿晶的二次裂紋產生，因此材 料將在微孔洞或裂紋聚集 後迅速斷裂，反應在拉伸數據上有較低的延性，此斷裂屬於脆性斷裂 模式。當試片處以固溶處理，在圖 4-48~50(b)分別看出採用 ER5183 及 ER5356 的填料，破斷面呈現平整撕裂顯示仍存在脆性破斷特徵；

然採用 ER5556 填料則具有較大的凹窩狀組織，此部分則轉趨為具備 明顯的延性破斷特徵。當處以頂時效熱處理，在圖 4-48~50(c)顯示，

採用 ER5183 及 ER5356 的填料銲後破斷面具備韌性+脆性之混合斷裂 特徵，然採用 ER5556 填料則具有多的凹窩狀組織，此部分則明顯的 為延性破斷特徵。在過時效處理上則均為呈現沿晶延性破斷特徵。

圖 4-48 A7075 鋁合金對接銲，採 ER5183 填料之拉伸破斷面 (a)T1 處理；(b) T4 處理；(c) T6 處理；(d) T73 處理

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圖 4-49 A7075 鋁合金對接銲，採 ER5356 填料之拉伸破斷面 (a)T1 處理；(b) T4 處理；(c) T6 處理；(d) T73 處理

圖 4-50 A7075 鋁合金對接銲，採 ER5556 填料之拉伸破斷面 (a)T1 處 理；(b) T4 處理；(c) T6 處理；(d) T73 處理

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圖 4-51~53 分別顯示 A7050/A7075 異質銲接採 ER5183、ER5356 及 ER5556 填料，在不同銲後熱處理程序之 拉伸破斷面的破壞型態。

圖 4-51~53(a)顯示為未經任何熱處理的銲後銲道破斷面結構，從圖中 明顯看出，破斷面結構呈現晶粒多面體結構且平整的破斷面無發現塑 性變形斷面，因此 A7050/A7075 異質銲接，未經處理之狀態無論採 用何種銲條均屬於脆性破壞特徵，且反應在拉伸數據上具有較低的伸 長率，符合與拉伸後破斷面之形貌判斷。

圖 4-51~53(b、c)顯示，分別經不同 477℃、466℃之固溶處理溫度，

部分破斷面呈現凹窩狀組織及較大平整面斷裂面，其中採 466℃固溶 處理溫度之斷裂面部份具有平整面斷裂面，因此銲道以半脆性之破斷 方式斷裂；另採 477℃固溶處理溫度之破斷面具有多的凹窩狀組織為 延性破斷特徵。

當處以頂時效熱處理，在圖 4-51~53(d、e)顯示，採用 ER5183、ER5356 及 ER5556 的填料，其銲後破斷面具有多的凹窩狀組織，此部分則明 顯的為延性破斷特徵。均為韌性斷裂特徵。在過時效處理，如圖 4-51~53(f~i)顯示，大部分之破面面均具有凹窩狀組織為延性破斷特 徵。

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圖 4-51 A7050/A7075 對接，採 ER5183 填料之拉伸破斷面(a)T1；

(b) T4a；(c) T4b；(d) T6a；(e) T6b；(f) T73a；(g) T73b；(h) T73ac；

(d) T73bc

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圖 4-52 A7050/A7075 對接，採 ER5356 填料之拉伸破斷面 (a)T1；(b) ; T4a；(c) T4b；(d) T6a；(e) T6b；(f) T73a；(g) T73b；(h) T73ac；(d) T73bc

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圖 4-53 A7050/A7075 對接，採 ER5556 填料之拉伸破斷面 (a)T1；

(b) T4a；(c) T4b；(d) T6a；(e) T6b；(f) T73a；(g) T73b；(h) T73ac；

(d) T73bc

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3. 依據實驗結果與三種合金材料成份相較顯示，以A2024與A7050 合金最接近最高熱裂傾向成份，其熱裂敏感性較2219合金高，並 隨熱循環次數增加，均呈現相同趨勢，即A2024 > A7050 > A2219。

4. 透過EDS成分分析結果顯示，在部份熔融區三種合金均有Cu元素 偏析，其中又以A2024與A7050合金在晶界處偏析更為嚴重；且偏 析情形隨熱循環次數增加而加劇，熱裂形成均以液化熱裂機制存 在；此結果並與不同材料之熱裂敏感性比較結果相符。