鎂-鋁-鋅合金之析出物

一般鎂合金之時效析出的過程可分為三種析出類型，Mg-Al-Zn系合金之析 出物屬於與基地整合型的平衡析出相，其主要析出物為Mg₁₇Al₁₂，且析出模 式分為連續型與不連續型析出兩種，圖2-19為連續型與不連續型析出物之 TEM圖。基地中析出的Mg₁₇Al₁₂為BCC結構，雖然與基地的HCP結構相異，

但由於析出物皆以薄片形狀存在於基地之中，且薄片寬度與厚度均小，因 此與基地的整合性高。

圖2-19 AZ91連續型與不連續型析出物之TEM圖[82]

Lai[80]指出鎂合金硬化能較差，主要受Mg₁₇Al₁₂大小、形狀與分佈狀態所影 響，不同的時效溫度析出不同型態的析出物：費德曼組織能在所有溫度析 出；層狀與橢圓狀析出型態在250^oC以下；不規則版狀析出型態約在250^oC。

Celotto提出Mg-Al-Zn合金為三元合金，但時效處理後只發現Mg₁₇Al₁₂，並沒 有發現其它析出物存在(如圖2-20所示)，但Zn有朝向該析出物偏析的情形出 現[81-82]。

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圖2-20 Mg-Al(-Zn)成分分析圖[83]

2.7.3.1 非連續型析出物[75]

為短程擴散行為（介面控制成長），其析出過程通常伴隨著基地區域的 再結晶現象。非連續型析出物則是成核於高角度晶界處，其成長方向為垂 直於晶界方向成長（與基地晶格方位無關），形成層狀的cell組織，並同時 耗盡基地的溶質成分，常被稱為細胞狀析出或節狀析出物。

非連續型析出物在基地內的呈現波來鐵狀的析出，且晶界中也存在著 析出物為此種析出物最大特徵。此種析出物形成速度非常快，即使經由急 速固化的方法，也能在晶界處發現少許析出物。

2.7.3.2 連續型析出物[75,81]

為長程擴散行為（擴散控制成長），析出過程中沒有伴隨著再結晶行為

發生。連續型析出物是由基地中分布的成核點開始成長，該析出物的方位 對於基地來說是為隨機的，也有可能成為費德曼結構（如圖2-21）[83]，此 型態亦被稱為一般型析出。

圖2-21 連續型析出物與基地的方位關係與費德曼組織[81]

連續型的析出物在初期是呈現菱形薄片存在，隨著時效時間增加，這 些菱形薄片會逐漸轉變成條狀的平行四邊形薄片，直到析出物的長度成長 到最大時，及達到最高硬度，此時這些薄片狀的析出物厚度幾乎沒有改變。

當時效時間再增加時，長條析出物逐漸分解為較短的薄片，且薄片邊緣形 成圓角，厚度也明顯增加，此時材料硬度開始降低，形成過時效的軟化現 象。

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本研究使用之母材為鎂合金 AZ31、AZ61 與 AZ80。廠商在擠製前先將 鎂錠施以約 350^oC 均質化退火，再將鎂錠加溫至 350^oC 左右再進行擠製，