Ti、Nb合金成分對急冷Al-Cr-Zr鋁合金及其擠製品微結構與機械性質之影響

Abstract

以急冷製程製備之鋁粉再加以熱擠製成型 的Al-Cr-Zr高溫強度鋁合金,由於其具備質輕、強 度高、高溫熱穩定性佳,且破裂韌性大等優點, 已成為高溫用鋁合金之發展上,最具潛力的合 金系列之一.它優異的性質,主要是因為在基地 中大量析出與鋁基地界面一致性(Interfacial coherency)良好、且在高溫中亦不易粗化的Ll/sub 2 /-Al/sub 3/Zr析出強化相粒子.故此合金之發展重 點,乃在於如何在鋁基地中析出更微細、更大 量而分布更均勻的Al/sub 3/Zr相,且使其成長粗化 的溫度提高,以使合金適用溫度範圍提升.先導 實驗顯示,添加少量(□t%)的Ti或Nb,可使急冷 Al-Cr-Zr合金薄帶之硬度更加提高,且其熱穩定溫度更大幅提升至350.degree.C以上.由其微觀組織 之觀察亦發現,Ti、Nb的添加,使得Al/sub 3/Zr析出 的體積百分率提高甚多,且其粒徑細化至30.ANG.. 此一結構,即在350.degree.C長時間退火,亦無明顯 之改變,可見此合金系列之優異品質值得深入 研究.本計畫擬採用大型的平流鑄造設備,大量 製造添加Ti或Nb的Al-Cr-Ar急冷薄帶,再施以熱擠 製成型後,測其高溫機械性質.期能經由製程參 數之控制,使擠製成型之棒材仍保有薄帶之優良品質.實驗上,藉由STEM、X-ray、DSC、DTA、EDX及 ICP等儀器分析,探討Ti、Nb成分對Al-Cr-Zr急冷薄 帶及其擠型品在微結構與機械性質上之影響, 並分析其作用之機構,以發展一套可應用於高 溫環境中之鋁合金.