第四章 結果與討論
4.3 高強度鋁合金異質銲接與銲後熱處理研究
4.3.1 機械性質評估
4.3.1.2.3 A7075/ A7050 鋁合金異質對接銲
由圖 4-36(a~c)顯示,A7075 與 A7050 鋁合金板材以異質方式進 行對接銲,採 ER5183、ER5356 及 ER5556 之填料,其銲後與銲後熱 處理之銲道微硬度分佈圖。透過銲接過程之短暫熱循環影響後,在銲 道熔融區、熱影響區硬度均呈顯大幅下降,銲道部位硬度以銲後未熱 處理最低,而藉由銲後熱處理都提升銲道受熱影響之區域的硬度。
圖 4-36 A7050/A7075 對接銲後熱處理之微硬度比較(a) 採用 ER5183 銲條;(b) 採用 ER5356 銲條;(c) 採用 ER5556 銲條
再透過圖 4-37(a)顯示 A7075 與 A7050 異質銲後未經熱處理程 序,針對不同填料之銲道微硬度分佈瞭解,經歷銲接短暫溫度影響後 在熔融區、熱影響區均會有不同的硬度表現。在 A7075 側其熱影響 區微硬度不管採用何種填料均高於 A7050 側,其中母材原始微硬度
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亦是 A7075 > A7050。從 T1 處理,可看出熔融區之硬度值顯示其硬 度明顯低於母材,也較熱影響區硬度值低。
當分別進行 477℃(即 T4A)、466℃(即 T4B)之固溶處理,如圖 4-37(b、c)顯示。當溶質全部溶入基地中而成為單一固溶體會隨固溶 但如以固溶溫度 466℃狀況下,其硬度分佈為 55>53>51。採用 ER5183、ER5356、ER5556 其 Mg 含量分別為 4.75wt%、5wt%、
5.1wt%,當固溶溫度在適當的高溫時, Mg 含量多溶入基地內形成 度分佈分別 53>51>55;採固溶溫度 466℃持溫 50 分鐘+121℃持溫 24 小時(即 T6B),在熔融區硬度分佈分別 53>55>51,兩者顯示當分別以 不同溫度進行固溶處理後再進行人工時效,在採用 ER5356 填料的銲 件均顯示有較優的硬度分佈。在熱影響區亦分別大幅地提升硬度,此 結果與拉伸結果相較均相符,如表 4-3 所示。
當人工時效熱處理可以使銲件銲道幾乎恢復至與原始母材同樣
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1.T73a 是 477℃/50min.固溶後,進行 121℃/14hrs.+177℃/12hrs.之過 時效熱處理;
2.T73ac 是 477℃/50min.固溶後,進行 107℃/6.5hrs.+163℃/27hrs.之過 時效熱處理;
3.T73b 是 466℃/50min.固溶後,進行 121℃/14hrs.+177℃/12hrs.之過 時效熱處理
4.T73bc 是 466℃/50min.固溶後,進行 107℃/6.5hrs.+163℃/27hrs.之過 時效熱處理
由圖 4-37(f)顯示,經由 477℃/50min.固溶後,長時間的過時效處 理,不同的填料造成在 A7050 與 A7075 側之熱影響區顯示一定差異,
在 A7050 側其硬度分佈是 53>55>51;在 A7075 側其硬度分佈是 53>51>55;在熔融區則是 53>51>55。圖 4-37(g)顯示,經由 466℃/50min.
固溶後,一樣透過長時間的過時效處理,不同的填料造成在 A7050 與 A7075 側之熱影響區顯示,在 A7050 側其硬度分佈是幾乎一樣約 為 155Hv 上下;在 A7075 側其硬度分佈是 53>55>51;在熔融區則是 51>53>55 。 由 圖 4-37(f,g) 顯 示 , 經 歷 一 樣 的 過 時 效 處 理 (121 ℃ /14hrs.+177℃/12hrs.過時效),僅固溶溫度差異在不同填料狀況下,採 用高固溶溫度 477℃/50min.在熱影響區獲得較高的硬度分佈,且整體 而言,採用 ER5356 填料在銲道處亦可獲得較穩定的硬度分佈。
圖 4-37(h)顯示,透過長時間過時效處理 107℃/6.5hrs.+163℃
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/27hrs. , 其 銲 道 上 的 硬 度 分 佈 為 , 在 A7050 側 其 硬 度 分 佈 是 53>55>51;在 A7075 側其硬度分佈是 53>51>55;在熔融區則是 53>51>55。圖 4-37(i)顯示,透過長時間過時效處理 107℃/6.5hrs.+163
℃/27hrs.,在 A7050 側其硬度分佈採用 ER5183、ER5356 幾乎一樣約 為 160Hv 上下,但 ER5556 則較低約 145~150Hv;在 A7075 側其硬 度分佈是 53>55>51;在熔融區則是 51>55>53。由圖 4-36(h,i)顯示,
圖 4-36(h)在熱影響區的硬度分佈與圖 4-37(f)趨勢一致;圖 4-37(i)在 熱影響區的硬度分佈與圖 4-19(g)趨勢一致,顯示固溶溫度的高低會 造成溶質原子於基地內形成的過飽和固溶體程度上差異進而在過時 效處理過程影響熱影響區、溶融區之硬度分佈。整體而言,在填料上 以 ER5356>ER5556>ER5183 為佳,意謂 Mg 含量在約 5%wt.具有較 佳的硬度分佈。
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圖 4-37 A7050/A7075 對接銲後各式熱處理之微硬度比較(a)T1;
(b)T4A;(c)T4B;(d) T6A;(e) T6B;(f) T73A;(g) T73B;(h) T73AC;
(i) T73BC