X 光繞射分析結果

藉由X 光繞射分析我們可以獲得整體晶粒取向的概念，圖 3-48、3-49 分別 為AZ31 鑄錠材、擠型材經摩擦旋轉攪拌製程後，在相同前進速度但工具頭不同 旋轉速度下，銲道區橫截面與母材之整體晶粒取向關係。圖3-50 為鎂粉末之 X 光繞射圖，此為一鎂金屬之random 取向，其具有最高之(1011)峰，而(0002)與

) 0 1 10

( 峰值約略為(1011)之一半。由X 光繞射分析可看出鑄錠母材橫截面之晶粒

取向類似於鎂粉之random 取向，而擠型母材則具有強烈(1010)之織構。但在經 過FSP 後其織構與原本母材有很大之不同，一般 面強度增加很多，甚至 超過

) 0002 ( )

1 1 10

( ，原本擠型母材之(1010)織構，在FSP 後趨近於微弱，表示經摩擦旋 轉攪拌製程後，對於母材之晶粒取向具有顯著之影響。

由圖3-51，原始之鑄錠母材具有較強之(1011)峰，類似於鎂粉之random 織 構。鑄錠材在較低的工具頭轉速之FSP 製程後，如 800 rpm，其(0002)峰突出，

趨近於柱狀HCP 鎂金屬平躺在銲道上，其(0002)面恰平行於銲道之橫截面，與 銲接時凸梢前進方向垂直。當轉速上升時，如1400 或 1800 rpm，其(1011)峰之 高度些微上升，但仍未達鎂粉之random 織構。而擠型材在較低之轉速下，如 800 rpm，具有較高之(0002)峰值，此表示鎂金屬之(0002)面平行於銲道橫截面，如同 鑄錠材經FSP 後同樣之結果。當轉速上升時，如 1400 或 1800 rpm，因溫度較高，

產生較完全之動態再結晶，使得FSP 後之銲道具有更 random 之晶粒取向，趨近 於鎂粉之random 織構。

圖3-52 為 AZ91D 鎂合金經 FSP 之 X 光繞射分析，可看出原本母材織構具 有多根不同面之峰值，較AZ31 鎂合金母材更為複雜，這是因為 AZ91D 鎂合金 具二次相之關係，造成其晶粒取向的複雜化。但在經過FSP 後其晶粒取向即單

純化許多，與AZ31 經 FSP 所得織構類似，主要為(1011)、(0002)與(1010)三根 峰值存在，此亦表示經摩擦旋轉攪拌製程後，對於母材之晶粒取向具有決定性之 影響。但在此要注意的是，AZ91D 鎂合金經 FSP 之 X 光繞射分析所得類似於鎂 粉之random 取向，而約略不同於 AZ31 鎂合金之晶粒取向，這是因為 AZ91D 鎂 合金具有析出物，在動態再結晶的過程中，鎂晶粒在析出物邊緣藉由異質成核產 生，使得成長後所得之晶粒成較random 分佈而無明顯之晶粒取向，此與無析出 物之AZ31 鎂合金不同。

圖3-53 為不同前進速度之 X 光繞射分析，其主繞射峰皆相似但有些微不 同，前進速度對其晶粒取向有些微之影響。圖3-54 為不同工具頭之 X 光繞射分 析，可發現目前試驗之工具頭型式的不同，對其晶粒取向並無顯著影響。

3.7 製程設定及工具頭黏滯問題之改善

對於摩擦旋轉攪拌製程在操作過程中發現，對於我們所使用之10 mm 或 7 mm 薄板試片使用壓板固定之效果較先前之虎鉗方式為好。在實驗過程中發 現，使用虎鉗固定銲件所得銲材易在銲道區出現孔隙，這可能是因為虎鉗固定 方式為只從試片左右兩側施力之橫向力而無從上下固定之垂直力，易因在FSP 過程中銲道區產生之高熱及塑性流動使得銲道區軟化，在左右施力狀態下成為 力量集中區而使試片在此出現彎曲現象而在其中形成孔隙。而壓板之固定方式 為上下施力，故可避免此一現象發生，而在使用壓板固定後可有效避免孔隙並 得到良好之銲道品質。

而先前之工具頭黏滯問題，在經過工具頭凸梢之細微改良及找出化學腐蝕配 方後，可得一較有效之解決方法。將工具頭凸梢處磨尖可使得其黏滯問題獲得改 善，而使用20 ml醋酸 + 80 ml水及 5 g NaNO3所配成之腐蝕液，可有效清除沾附

在工具頭凸梢螺紋上之鎂合金。經由以上此兩步驟，可使工具頭黏滯問題獲得大 致之改善。