新型應變誘導熔漿活化法製程對4384鋁合金微觀組織與沖蝕磨耗特性之影響

摘要

4384鋁合金為一接近共晶Si組成之Al-Si合金，有大量的晶出硬質相於?-Al基地中使4384鋁合金擁有高比強度、低熱脹係數、耐高溫及良好的耐磨耗性質，因此常運用於汽車工業上的活塞以及引擎汽缸體。目前常用之活塞製造方法為鑄造及鍛造，為了克服傳統製程之高孔隙率及製造成本高等問題，因此本研究導入了半固態製程。 半固態製程中之SIMA製程擁有設備成本低、製程穩定及球化率佳等優點，本研究所採用新型的SIMA製程，省去傳統製程中冷加工的步驟直接採用熱擠型導入足夠的應變能，加熱方式則改用鹽浴以及紅外線，研究之目的為探討4384鋁合金施以新型SIMA製程後，4384鋁合金微觀組織演變與特徵及沖蝕磨耗特性，並比較不同熱處理生成之SIMA材的差異性，以評估新型SIMA製程之應用性。 微觀組織分析結果顯示，單純熱擠型取代傳統冷壓縮加工段之新型SIMA製程，可確實製造出具有等軸球狀晶組織之半固態胚料，比較鹽浴以及紅外線加熱生成之SIMA材，發現可在較高操作溫度之紅外線熱處理其SIMA材擁有較高之液相率及球化率，其晶胞粗化速率也越高。 初始晶粒型態為等軸細晶之母材，於SIMA液相生成初期，液相無法完整穿刺(Penetrate)晶界，會發生Grain Coalescence，隨著持溫時間增加，液相逐漸完整包覆固相晶胞，晶胞會以Ostwald Ripening逐漸粗化，液相聚集成液相池以降低總表面能，最終形成球狀固相晶胞存在於液相基地之特徵組織。 材料沖蝕磨耗性質方面，4384鋁合金經由新型SIMA製程所得的硬質球狀晶晶界包覆軟質晶粒的組織，具有高於人工時效材的低角度顆粒沖蝕磨耗阻抗。硬質的球狀晶晶界可作為軟質晶粒於低角度沖蝕時的保護屏障，使材料提升低角度的耐顆粒磨耗性質。

獎項日期	2017 1月 16
原文	???core.languages.zh_ZH???
監督員	Fei-Yi Hung (Supervisor)