第一章 緒論
1.2 文獻回顧
1.2.2 鋁合金的分類
鋁可以藉添加銅、鎂、矽、錳及鋅等元素，組成各種特性之鋁合金，
其種類很多，且分類方法也相當多，如表1-1[14，15]所示。一般鋁合金依製 造及成型方法的不同，可分為鑄造用鋁合金(Casting Aluminum Alloys) 及鍛造用鋁合金(Wrought Aluminum Alloys)兩大類[14，16]。
表1-1 鋁及其合金[14，15]
此 兩 大 類 鋁 合 金 又 分 熱 處 理 型 鋁 合 金 (Heat-treatable Aluminum Alloys) 及非熱處理型鋁合金(Non-heat-treatable Aluminum Alloys)，
而熱處理型鋁合金又分自然時效硬化鋁合金(Naturally Aged Aluminum Alloys)及人工時效硬化鋁合金 (Artificially Aged Aluminum Alloys)
[14]。
鍛 造 用 鋁 合 金 ， 依 據 美 國 鋁 業 協 會 (American Aluminum Association) 制定命名法則，鍛造用鋁合金可分為九大類，並以四位數 字編號來表示如表1-2[11，15]，並在末位數字後面加上加工或熱處理條件之 代號[11, 15, 19]
。如表1-3[31]所示，編號的第一位數字表示添加的主要合金元
素。第二位數字為0 表示原來合金，其它數字即表示不純物規定或添加微 量元素不同之改良合金。第三、四位數字表示不同化學成分之合金識別，
但1XXX 系之第三、四位數字係表示純度，例如1050、1070 分別表示該鋁 純度為99.5％、99.7％以上[11,15,31]。
表1-2 鍛鍊用鋁合金之編號[11，15]
表1-3 鋁合金加工與熱處理條件記號表[31]
1.2.3 7075 鋁合金介紹
7075 鋁合金屬於熱處理型鍛造用鋁合金，主要合金元素為鋅及鎂，
其強度在鋁合金中屬於高強度等級。其強度主要來自固溶處理、淬火及人 工時效處理，經過處理之後，合金會產生穩定的MgZn2 及Mg3Zn3Al2 等析出
物，而強化此鋁合金 。若添加銅含量高至3%時，會使合金得到更高的強 度，但會降低其應力腐蝕裂縫的抵抗能力及使銲接性變差。若添加少量的 錳、鉻及鋯等元素，而可以改善應力腐蝕裂縫的抵抗能力[2、14]。
7075 鋁合金發展於1943 年，主要添加的合金含量為：5.6%鋅、2.5%
鎂、1.6%銅、0.3%鉻。其規範成分如表1-4[3]所示，係屬於鋁-鋅-鎂-銅系 之鋁合金，為目前廣泛應用於航空及軍事工業材料的高強度鋁合金，其機 械性質如表1-5[2]所示。
表1-4 7075 鋁合金之規範成份[3]
表1-5 7075-T6 鋁合金的機械性質[2]
在7075 鋁合金的時效過程中，由過飽和的固溶體，逐漸隨時效而析 出平衡相η(MgZn2)，過程為：過飽和固溶體→G.P.Zone→η,(介穩相)→
η。由Thomas、Embury 和Nicholson 的研究指出G.P.Zone為圓盤狀、FCC 結構，而介穩相η,沿{111}基地平面形成薄板狀(Plate)析出物；η平衡
110＞方向成長之六方晶系結構。此外，存在7075 鋁合金中的相除了MgZn2 之外，還有Al7Cu2Fe、Mg2Si 和E-Phase(Al2Mg2Cr)及S-Phase(Al2CuMg)，
並且當冷速過慢或時效溫度太高時(T＞190℃)，會產生T-Phase(Al2Mg3Zn3) 的立方結構。
依據7075 鋁合金的時效析出過程研究[24]認為：鋁-鋅-鎂-(銅)系之鋁 合金主要靠鋅及鎂藉由淬火殘留的空孔聚集而達成時效析出；其中，鎂與 空孔的鍵能較鋅強，且鎂擴散速率較慢，故為G.P.Zone 成長的控制因 素；因此G.P.Zone 的形成與成長控制在鎂-空孔與鎂-鋅-空孔的移動上。