行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告
AA7005 鋁合金擠型材熱處理製程之研究（Ⅲ）
計畫類別： 個別型計畫
計畫編號： NSC93-2212-E-011-028-
執行期間： 93 年 08 月 01 日至 94 年 07 月 31 日 執行單位： 國立臺灣科技大學機械工程系
計畫主持人： 吳翼貽
計畫參與人員： 林昆民、賴昶頌
報告類型： 精簡報告
處理方式： 本計畫可公開查詢
中 華 民 國 94 年 10 月 29 日
AA7005 鋁合金擠型材熱處理製程之研究 (Ⅲ)
A Study on the Heat Treatment of Extruded AA7005
Aluminum Alloy
計畫主持人：吳翼貽
計畫參與人員： 林昆民、賴昶頌
執行單位：國立台灣科技大學機械工程系 中華民國九十四年十月二十七日
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一、摘要
本研究為一三年期計畫，第三年的研究重點除探討熱處理製程對微觀結構的 影響外，亦將比較AA7005與AA7075鋁合金最佳RRA製程下所得微觀結構異同處，
探討Cu元素之含量多寡對析出強化能力的影響。並將針對T1煉度（Temper）的 AA7005擠型材以ER5336銲條進行TIG銲接後，進行自然時效（NA）、固溶（SS）、
T6及T73等熱處理製程，探討銲後熱處理製程對銲道機械性質的影響。
實驗結果顯示，因Cu 可以延遲 GP﹝Ⅰ﹞的溶解，且阻礙析出物的粗大化，可 抑制η’轉變為 η 的速度，故 AA7075 之強度下降速率比 AA7005 緩慢。雖析出溫度 對硬度沒有什麼影響，惟析出處理所需的時間對硬度有頗大的影響，因此進行 AA7005 鋁合金熱處理時，析出處理時間需有較佳的掌控。銲件經任一熱處理製程，
均可改善銲件強度，但其強度改善量與所用之熱處理製程有極大關連。銲件經固溶
（470℃/40min）處理其母材與銲道之鋅、鎂溶質原子可充分溶入基地，在後續時效 處理中，可析出強化相。銲件經T6 熱處理製程後，其母材為 T6 頂時效強度，銲道 基地組織呈現緻密析出強化效果，強度明顯增加。銲件經T73 熱處理製程後，母材 區具T73 過時效之高抗應力腐蝕能力；銲道則具頂時效強度，晶界析出物尺寸大且 不連續，亦具高抗應力腐蝕能力。
關鍵字：AA7005，鋁合金，ER5356，銲後熱處理 Abstract
During the third year of this three-year project efforts were directed on obtaining the correlation between micro structure and heat treatment process. The effects of post-welding heat treatment on the mechanical properties of weldment after TIG welding using ER5356 as filler metal were also studied and reported. TEM samples were taken from specimens heat-treated to T6, T73 and RRA tempers.
The microstructures of matrix precipitates and grain boundary precipitates at various tempers were observed. A comparison between the microstructure of AA7075 specimens and the microstructure of AA7075 specimens after RRA treatment was made to study the influence of Cu element on the micro-structural features.
As reported in literature, Cu can slow down the dissolving rate of GP﹝Ⅰ﹞
zone and can hinder the coarsening rate of η’ to form η’. This Cu effect was also observed in our study. Experimental results showed that a good control of aging time for AA7005, which possesses low Cu content, is required to keep the strength of treated specimens above the specified value.
Experimental results also showed that any heat treatments conducted in this study can improve the strength of AA 7005 weldment. After T6 temper the strength of weldment is slightly increased, while the strength of weldment can meet the strength requirement of T6 temper after T73 temper. The microstructure of the weldment after T73 temper is similar to that of T6 temper, except the grain boundary structure is characterized by the presence of larger and discontinuous precipitates as shown by the microstructure of T73 temper.
Keywords: AA7005, ER5356, Postweld, microhardness, SCC
二、計畫緣由與目的
由於中高強度AA7005 鋁合金係為改 善高強度鋁合金易產生銲道熱裂、淬火敏 感性不佳等問題而研發者，其Cu 的含量 極低（Cu <0.1﹪）並添加了少量的Mn、
Cr、Ti 及Zr 等合金元素。此型合金在應 用上有著令人滿意的特性：適中的強度、
優異的破壞韌性，以及良好的加工性、成 型性、銲接性，如：AA7004、AA7005、
AA7039 等。近年來，此類合金之使用量 有增加的趨勢，常常以擠製結構用件型態 應用，如：軌道車輛、摩托車、自行車、
船、汽車工業、卡車等運輸工具[1]。
由 於 AA7005(Al-Zn-Mg) 與 AA7075 (Al-Zn-Mg-Cu)等合金主要都是靠過渡相 η´（MgZn2）來強化，故而AA7005所用的 T6 熱處理參數皆是沿用AA7075鋁合金 者，僅作小幅的修改。惟AA7005因Cu含量 較低之故，其析出強化能力較AA7075差 [2,3]。且由於AA7005 鋁合金添加了許多 其他的過渡元素，其析出強化的能力也因 此會與AA7075 有所不同；這些改變會對 被熱處理工件的機械性質有影響。並且常 用的AA7005 鋁合金組件均為擠製件，在 成分均一性上較鍛造件及滾軋件要差，故 需尋求具較大工作視窗（working window）
之熱處理製程，方可達到機械性質均一 性，充分發揮AA7005鋁合金的潛力。本研 究室於前兩年之研究結果顯示，低溫二階 段 人 工 時 效 之T6 製 程 ( 固 溶 處 理 470℃/40min +80℃/72hr+ 人 工 時 效 120℃/70hr.)，硬度值為HRB 72.5，（相當 於抗拉強度值達384.6MPa），可取代傳統 之T6 製程（固溶處理470℃ /40min＋自然 時效/18天＋人工時效120℃/42hr.，抗拉強 度值為376.6Mpa，硬度值為HRB71.）。經 200℃/10min，190℃/30min，180℃/ 40 min 及170℃/60min 四種退化處理溫度之RRA 熱處理試片，均具有高於T6強度和近於 T73之抗應力腐蝕性。
本年研究重點係觀察前兩年所進行之 人工時效熱處理製程對AA7005鋁合金微 觀 結 構 的 影 響 外 ， 亦 將 比 較AA7005 與
AA7075鋁合金最佳RRA製程下所得微觀 結構異同處，探討Cu元素之含量多寡對析 出強化能力的影響。
由 於AA7005 鋁 合 金 具 低 淬 火 敏 感 性，搭配高鎂（≧ 3 wt％）含量之銲條，
可得良好的銲接性，其銲後熱影響區的強 度經自然時效後可回復到約80％的母材強 度[4]。上述諸熱處理製程的製程參數均與 目前常用來進行AA7005鋁合金熱處理製 程者有頗大的差異，應對銲件之銲後熱處 理製程有極大的影響。故在本研究中亦將 AA7005-T1 煉 度 之 母 材 應 用 高 鎂 含 量 ER5356銲條進行銲接後，對銲件施以表一 各項熱處理製程，探討銲後熱處理製程對 銲道機械性質的影響，尋求熱處理製程對 微觀結構與抗應力腐蝕性能之關係，觀察 基地析出物的型態、大小、分佈情況和晶 界上析出物的特徵，比較銲道與母材經不 同熱處理製程後微觀結構之異同處。
三、實驗方法
本實驗所使用的材料係與進行前兩年 研 究 所 用 者 相 同 ， 為AA7005 100mm
×100mm，厚為4.5mm之方型鋁擠型管。所 用銲條為ER5356鋁合金銲條，成分經電子 微探測儀（EPMA-WDS）分析後，如表二 所示。所有固溶處理均於鹽浴爐（溫度差
±2℃）中進行，而時效處理則在油浴爐（溫 度差±2℃）中實施，所用淬火液為室溫之5
﹪鹽水。
3.1 銲後熱處理
將T1煉度（Temper）AA7005鋁擠型材 進行銲接後，先施以表一所列之各項熱處 理製程，並進行機械性質試驗及利用TEM 觀察基地析出物的型態、大小、分佈情況 和晶界上析出物的特徵。
3.2 微硬度實驗
在本研究內係應用微硬度來探討銲 道、熱影響區至母材的強度變化。作者已 於前兩年之研究內驗證微硬度（HV）與抗 拉強度 (UTS) 呈現正比之關連性，故在後 續實驗中將以微硬度值來代表材料之抗拉 強度。
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將經過銲後熱處理之銲件，取其截面 用320 號砂紙依序至 1500 號砂紙研磨，然 後以 1μ 氧化鋁粉拋光，最後使用 keller’s 腐蝕液浸蝕，以Mitutoyo MVK-H 微硬度 試驗機作定點之微硬度量測。荷重及反應 時間分別為 300g 及 15 秒，每隔 0.5 厘米 量測一點，範圍自銲道中心線至熱影響區 及母材，並繪出微硬度分佈曲線，觀察不 同熱處理製程對銲件之硬度影響。
3.3 拉伸試驗
將經過銲後熱處理的銲件經線切割取 樣，做成拉伸試片，規格係依照ASTM B557[5]次尺寸試片（Sub-size specimen）
之規範。銲道部分必須在拉伸試片之中央 部 位 ， 實 驗 所 得 數 據 為 最 大 拉 伸 強 度
（UTS）值。
3.4 穿透式電子顯微鏡（TEM）觀察 將欲觀察之材料以240 號砂紙研磨至 0.3mm 厚 ， 再 以 1500 號 砂 紙 研 磨 至 0.1mm。試片浸入丙酮中以超音波清洗 後，再經噴射薄化，腐蝕液為硝酸：甲醇
＝1：4（體積比）。控制電壓為 15V，溫度 為-15℃，直到試片穿孔，並使用乙醇將所 得試片沖洗並予以乾燥，最後以穿透式電 子顯微鏡觀察微觀組織結構。
3.5 應力腐蝕實驗
應力腐蝕測試係依據ASTM G39-90 [6]規範中之Three-Point Loaded bent-beam 法（圖1（a）所示），在試片中央處將承受 最大應力，試片中央至外部支撐點所承受 之應力值則會線性遞減至零，如圖1（b）
所示，可針對試片之中央部位（即銲道），
評 估 其 抗 應 力 腐 蝕 能 力 。 而Four-Point Loaded bent-beam（如圖2（a）所示）法，
由於試片在內部兩支撐點所涵蓋的區域
（包含銲道、熱影響區與母材三區）承受 之應力為最大值且為定值，如圖2（b）所 示，可同時比較銲道、熱影響區與母材之 抗應力腐蝕能力。並使用公式（1）（2），
測量施力點的總撓度。
三點施力法：σ＝6Ety╱H2 …………....(1) 四點施力法：σ＝12Ety/(3H2-4A2)A=H/4(2) t：試片厚度（mm）
H：外部兩支持點之距離（mm）
A：內部兩支持點之距離（mm）
y：撓曲高度（mm）
E：彈性模數（71.0GPa）
測試環境環境及條件均依照ASTM G103 [7]規範所規定之方法測試，如表三所示，
評比材料之抗應力腐蝕性能 四、結果與討論
4.1 AA7005-RRA 與 AA7075-RRA
之顯微組織觀察
AA7005 經人工時效 T6 製程與 T73 製 程及 RRA（固溶 470℃/40min+80℃/
72hrs+120℃/72hrs+180℃/1hr. 40min+
120℃/72hrs）三種時效熱處理，以及 AA7075 經 RRA 熱處理（固溶 470℃/40min +自然時效/2 天+120℃ /24hrs+180℃/2hrs.
+120℃/24hrs）的 TEM 試片顯微組織均列 示於圖 3。圖 3(a)所示為 AA7005 經 T 6 時效（固溶 470℃/40min+80℃/72hrs +120℃/72hrs）之 TEM 明視野圖，圖中顯 示晶粒內析出物呈細小緻密分佈，晶界上 的析出物則是緊密的連接在一起；與觀察 AA7005 經 T73 時 效 處 理 （ 固 溶 470℃/40min+80℃/72hrs+107℃/8hrs+168
℃/17hrs）後之 TEM 明視野圖（如圖 3(b) 所示）相比較，可發現 AA7005 在經 T73 處理後，其基地內的析出物較T6 時效者稀 少且分佈較為鬆散。此外，經T73 熱處理 後的晶界析出物明顯粗大化且間距也較 遠， Rajan 等人[8]指出當晶界析出物尺寸 增加時，在晶粒周圍非整合性的程度增 加，而有更多的差排緊集在析出物與基地 間的介面(interface)內，這些差排可提供捕 捉氫的位置(hydrogen tapping sites) ，使氫 原子被捕捉而形成氫氣泡，使得材料中氫 原子的濃度明顯降低，而增加鋁合金的抗
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應力腐蝕性。
圖4 為 AA7005 經 RRA 熱處理（固溶 470℃/40min+80℃/72hrs+120℃/72hrs+180
℃/1hr. 40min+120℃/72hrs）與 AA7075 經 RRA 熱處理（固溶 470℃/40min +自然時 效/2 天+120℃ /24hrs+180℃/2hrs.+120℃
/24hrs）之 TEM 明視野圖。觀察 AA7005 試片經 RRA 熱處理後（如圖 4(a)所示），
可見其晶粒內有緻密的強化相，晶界上的 析出物則較粗大且無析出帶較寬。並與 AA7075 經 RRA 熱處理的 TEM 明視野圖 作一比較（如圖4(b)所示），發現 AA7075 在基地或是晶界上，析出物的數量均明顯 高於 AA7005 鋁合金，且無析出帶更為廣 闊應是兩合金所含析出強化相之主要元素 Mg 及 Zn 含量不同所造成析出量的差異，
析出量之多寡造成析出強化能力的差異。
圖5 所示為 AA7005 與 A7075 經 180℃
退化熱處理後，其硬度與退化時效熱處理 時間之關係圖，圖中顯示AA7075 之硬度 值明顯高於AA7005 的硬度值，此差異主 要是因為析出物數量的多寡所造成。當 AA7005 鋁合金經過 180℃/100 分鐘的退 化 時 效 處 理 及 再 時 效 處 理(Re-Ageing) 後，其硬度仍可維持在 T6 之規格要求值;
而 AA7075 經 180℃/400 分鐘退化時效處 理及再時效處理後，其硬度仍可在 T6 強 度規格值以上。此退化處理時間之差異乃 因AA7075 鋁合金含 Zn、Mg 量較多及添 加小比例的Cu（0.7 at%）所致 Engdahl [9]
指出添加少量比例的 Cu，可以延遲 GP
［Ⅰ］的溶解(dissolution)，並阻礙析出物 的粗大化(coarsening)，故 Cu 可以抑制 η’
轉變為η 的速度，所以 AA7075 強度下降 速率比AA7005 緩慢。在 Park[10]研究 7075 鋁合金 RRA 熱處理微觀結構的觀察中，
指出晶界無析出物區（PFZ）的尺寸愈大，
其抗應力腐蝕性愈佳者；且其研究結果亦 指出 RRA 熱處理之抗應力腐蝕性隨退化 處理的時間延長而增加，認為這是因為晶 界析出物的粗大化及析出物的間距加大，
延緩了穩態的裂縫成長速度（steady state crack velocity），因而提高了應力腐蝕性 能。在本研究中，經T6 與 RRA 熱處理所 得試片之晶粒內析出物都較為細小，且分 佈緻密；而經T73 熱處理後其晶粒內的析 出物則是較為稀少且分佈較為鬆散。
4.2 銲件橫斷面之微硬度變化 4.2.1 自然時效（NA）
圖6 所示為銲件橫斷面經銲後自然時 效後之微硬度分佈圖。由圖中可看出銲件 在銲後第一天因銲接熱循環之作用，導致 銲道、熱影響區有析出物溶解現象，使微 硬度大幅度降低；在 18 天內銲件因自然時 效逐漸析出強化相，致使熱影響區之微硬 度逐漸增加至 HV 105，銲道亦增加到 HV 90，到 18 天後已無明顯變化。
4.2.2 固溶時效（SS）
銲件經固溶熱處理（SS）後所得之橫 斷面微硬度分佈圖列示於圖 7，熱影響區 與未受影響區並無明顯分界之現象，經二 週後微硬度趨勢也趨於穩定，僅銲道之微 硬度值有略微再提升之現象。此乃因銲件 經固溶熱處理，能有效使銲道之鋅與鎂元 素擴散，改善偏析，增加時效硬化效果。
4.2.3 NA、AA 與 TAA 熱處理製程：
銲件經 NA、AA 與 TAA 熱處理製程之 橫斷面微硬度分佈如圖 8 所示，圖中熱影 響區與母材區之硬度均有所提升，但銲道 微硬度值僅略微增加。
4.2.4 ST、T6 與 T73 熱處理製程
圖 9 為銲件經過 ST、T6、T73 處理製 程之橫斷面微硬度分佈圖。由圖中銲件微 硬度變化曲線得知，經 T6 與 T73 熱處理製 程之銲件除母材區微硬度值有改善外，其 銲道微硬度值均大幅增加。銲道區經過 T6 熱處理製程，微硬度值可提升到 HV110，
若是銲道經 T73 熱處理製程，微硬度值可 增加至 HV120（達到 AA7005-T6 強度要 求）。此因 ST、T6、T73 製程中有固溶與水 淬之製程，使銲道內鋅與鎂元素產生均質
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化，形成過飽和固溶體與足夠之空孔密 度，能在後續時效處理中產生強化相；惟 銲道因合金元素成分上的差異，造成析出 強化能力不一，影響析出物之大小與分佈 密度，造成微硬度值之差異，導致銲件經 T6 熱處理製程後，AA7005 母材具 T6 頂時 效效果，但銲道強度僅略微增加；而銲件 經 T73 熱處理製程後，其銲道之微硬度值 高於母材之現象。
4.3 拉伸試驗
銲件經銲後熱處理所得拉伸試片之拉 伸測試結果列示於表四。經銲後 NA、ST、
AA、TAA 與 T6 熱處理所得之拉伸試片均斷 裂於銲道，此乃因銲後熱處理製程雖能有 效改善母材與熱影響區之微硬度值，惟由 於銲道因合金成分的影響，無法同時與母 材析出緻密之強化相，對銲道硬度之提升 效果有限，且均低於母材之強度，故所有 拉伸試片均斷裂於銲道，與 Kluken[11]等 人之研究結果相符，表示 Al-Zn-Mg 鋁合金 銲件需能有效改善銲道之強度，才能提升 銲件整體之抗拉強度。
經 T73 熱處理製程之拉伸試片，銲道 呈現頂時效之強度，其強度高於母材區，
導致拉伸試片在母材處發生斷裂，顯示經 銲後 T73 熱處理銲件之銲道具頗高之抗拉 強度。由於 T73 熱處理製程在固溶熱處理 中使銲道之鋅與鎂元素能有效地擴散均質 化，形成過飽和固溶體，在後續時效處理 中達到析出強化效果，故經 T73 銲後熱處 理的銲件之拉伸試片具有最佳的抗拉強 度，此拉伸測試結果與圖 9 硬度實驗結果 相符，顯示經 T73 銲後熱處理製程之試片 具有最高的強度值，為本實驗中最佳銲後 熱處理製程。
4.4 應力腐蝕實驗
將經過 T6 與 T73 熱處理製程之銲件，
加工製成 bent-beam 試片，對試片施加 248Mpa(約為 T73 抗拉強度值之 80%)，其 結果如表五所示。銲件經 T6 銲後熱處理製
程所得試片，以三點施力法在銲道施加應 力，並未發生裂縫。但若以四點施力法進 行測試，同時觀察銲道、熱影響區與母材 之抗應力腐蝕能力，在母材區僅 72 小時就 產生裂縫。應是母材為 T6 頂時效煉度，其 抗應力腐蝕能力差，故裂縫起使時間較短。
銲件經 T73 熱處理製程後，以三點施 力法對銲道施加應力，銲道並無裂縫發 生，顯示銲道抗應力腐蝕性佳，雖為近似 T6 頂時效之強度，但是其鋅/鎂比值低，
晶界上析出物粗大，故無應力腐蝕裂縫產 生。以四點施力法對銲道、熱影響區與母 材同時施加應力，進行應力腐蝕測試。因 母材為T73 過時效煉度，其抗應力腐蝕能 力佳。惟相較而言，銲道之抗應力腐蝕性 較差，故在實驗觀察末期，於第132 小時 產生裂縫，顯示出銲道之抗應力腐蝕能力 比母材區之抗應力腐蝕能力為低。
4.5 TEM 觀察
由前述研究結果顯示，銲後T6 與 T73 熱處理製程，均能有效改善銲道強度；由 於強度改變之原因在於其微觀組織之大 小、數量與分佈狀態，故由已完成 T6 與 T73 銲後熱處理銲件之銲道與母材處製作 TEM 試片，觀察其微觀結構對強度之影 響。
圖10(a)所示為 AA7005 銲件經 T6 時 效處理後母材之TEM 明視野圖，其母材基 地佈滿著細小析出物，晶界則散佈著粗大 析出物；銲道經T6 熱處理製程後，基地內 形成的微細析出物並不多，晶界內析出物 間距也較遠，如圖10(b)所示，應是熱處理 時效時間過短，造成析出物之數量稀少且 不明顯。圖10(c)所示為銲件經 T73 時效之 母材的TEM 明視野圖，與圖 10(a)相比，
晶界析出物的尺寸較大且數量較多；圖 10(d)所示為銲道經 T73 熱處理製程後之 TEM 圖 ，基地內佈滿了細小的析出物，
且晶界上具較粗大且不連續之析出物，近 似於母材經 T6 熱處理後所得之微觀結構
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［圖 10(a)］，惟晶界結構係由粗大且不連 續之析出物所組成，近於T73 的晶界結構
［圖10(c)］，此乃因其時效時間較T6 製程 長，使析出物的數目持續增加，因而增加 材料的強度，且使晶界處之析出物粗大化 呈不連續的結構。
五､結論
本實驗結果可得以下諸項結論:
1. 由 RRA 熱處理結果比較顯示，Zn、
Mg、Cu，含量退化皆較高之 AA7005 鋁合金經不同退化時效處理時間之硬 度下降速率，叫AA7005 者為緩慢，應 是 其 含 Cu 量 較 高 ， 延 緩 η ` 粗 化 (coarsening)，抑制轉變成η相的時間，
故須對 AA7005 合金之退化處理時間 及時效處理的時間需有較佳的掌控。
2. 由 TEM 所觀察到的明視野影像(BF) 可以確定,本研究之 RRA 熱處理製程適 用於Cu-free 之 AA7005 鋁擠型合金。
使其基地組織擁有T6 強度,晶界及 PFZ 有近於T73 之的抗應力腐蝕性。
3. AA7005 鋁合金銲件經任一熱處理製程 均可改善銲件強度，惟強度之回復量則 與所用之熱處理製程有極大的影響。
4. 經不同銲後熱處理之拉伸試片，除經 T73 熱處理製程之拉伸試片斷裂在母 材區外，其它拉伸試片破斷處均在銲 道。
5. 以三點施力法及四點施力法所進行之 應力腐蝕實驗，顯示銲件經 T73 製程 後，其銲道具高抗應力腐蝕性。
6. 銲件經 T73 熱處理製程後，其銲道之 微觀組織為基地佈滿緻密細小之析出 物，與頂時效之微觀組織相似；其晶界 結構係由粗大且不連續之析出物所組 成，與 T73 的晶界結構相似。
六､計畫成果自評
本研究內容與原計畫完全相符，已達 成第三年預期目標，包括獲得經熱處
理的AA7005 擠製件基地析出物的型 態、大小、分佈情況以及無析出帶
（Precipitation Free Zone, PFZ）和晶 界上析出物的特徵，及完成 AA7005 與 AA7075 鋁合金最佳 RRA 製程下 所得微觀結構異同處之比較，及求得 不同銲後熱處理製程對銲件之銲道 及母材微觀結構之關係。
參考文獻
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表一 熱處理製程表 表四 拉伸試驗表
9
表二 ER5356 銲條之成分表
表三 應力腐蝕測試環境及條件
製 程 抗拉強度 UTS
（MPa) 斷裂位置
代號 熱處理製程
自然時效18 天 NA(Nature Aging)
NA 276.1(+4.6,-3.8) 銲道
固溶470 /40min+℃ 水淬+自然時 效18 天
ST(Solution
Treatment) ST 297.8(+3,-2.5) 銲道
AA 295.8(+2.3,-2.4) 銲道
自然時效18 天+人工時效 120 /40hrs℃
AA(Artificial Aging)
TAA 295.5(+5.5,-4.5) 銲道
TAA(Two Step Artificial
自然時效18 天+人工時效
107 /8hrs +168 /19hrs℃ ℃ T6 311.9(+4.2,-3.5) 銲道
Aging)
T73 325.7(+6,-4.5) 母材
固溶470 /40min+℃ 水淬+自然時 效18 天
T6
+人工時效 120 /40hrs℃
固溶470 /40min+℃ 水淬+自然時
效18 天 表五 不同熱處理製程對抗力腐蝕之裂縫
起始時間表
T73 +人工時效
107 /8hrs+168 /19hrs℃ ℃ 所需撓
度 裂縫起
始時間
（hr.）
試片厚度 應力 裂縫發生
熱處理
製程 外加應力
（mm） 施加法 位置
（mm）
248 MPa 無
3.48 三點 1.6 ×
註：“×”為在實驗過程 168 小時內均無發生破裂。
(a)三點施力示意圖 (b)三點施力應力分佈圖
圖 1 三點應力腐蝕測試圖
(c) 四點施力示意圖 (d)四點施力應力分佈圖
圖 2 四點應力腐蝕測試圖
成分 規格 實測值(wt.%)
T6 3.45 四點 248 MPa 2.4 母材區 72Mg 4.5-5.5 4.6
3.56 三點 256 MPa 1.7 無 ×T73
Mn 0.05-0.20 0.1
3.41 四點 256 MPa 2.4 銲道 1320.06
Cr 0.05-0.20
0.02 0.06-0.20
Ti
94.6 Al Bal.
試驗液成分 6.0% NaCl (±0.1) 與 94.0% 水 試驗液酸鹼度 PH6.4~7.2，使用 HCl 或 NaOH 調整
浸漬方式 連續浸漬法 浸漬面積 至少 20mL/in2
溫度 保持煮沸狀態
10 100 58
60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94
HARDNESS(HRB)
Times(min) AA7075
AA7005
AA7075-T6
AA7005-T6
(a) AA7005-T6（固溶 470℃/40min +80℃/
72hrs+120℃/72hrs）
圖 5 AA7005 與 AA7075 試片經 180℃退化時效 處理後，其硬度與退化時效熱處理時間之關係圖
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
0 5 10 15 20 25 30
Distance from center line (mm)
Hardness(HV)
第一天 第三天
第十八天 第三十天
(b) AA7005-T73（固溶 470℃/40min+80℃
/72hrs+107℃/8hrs+168℃/17hrs）
圖 3 AA7005 經人工時效熱處理之 TEM 明視野圖
10 (a) AA7005-RRA（固溶 470℃/40min +自然時效 /2 天+120℃ /24hrs+180℃/2hrs.+120℃/24hrs）
(b) AA7075-RRA（固溶 470℃/40min +自然時效 /2 天+120℃ /24hrs+180℃/2hrs.+120℃/24hrs）
圖 6 銲件經 NA 熱處理製程（N.A./1~30Days）
之微硬度分佈圖
100 2030 4050 6070 8090 100110 120130
0 5 10 15 20 25 30
Distance from Center line (mm)
Hardness(HV)
第一天 第三天
第十八天 第三十天
100nm
圖 7 銲件經固溶(SS)熱處理製程之微硬度分佈圖
圖 4 AA7005 與 AA7075 經 RRA 熱處理
之 TEM 明視野圖
11
5060 7080 10090 110120 130140
0 5 10 15 20
Distance from Center line (mm)
Hardness(HV)
NA AA TAA
圖 8 銲件經 NA、AA 與
TAA熱處理製程之微硬 度分佈圖
50 60 70 80 90 100 110 120 130 140
0 5 10 15 20
Distance from Center line (mm)
Hardness(HV)
ST T6 T73
