顧鈞豪臺灣大學：材料科學與工程學研究所簡朝棋Jain, Chao-ChiChao-ChiJain2007-11-262018-06-282007-11-262018-06-282007http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/55171本研究是利用富鑭系稀土元素(La-rich Mischmetal，RE)的添加以改善Mg-8Al鎂合金的顯微結構、潛變行為、銲接與腐蝕性質，藉以開發耐高溫的鎂合金。主要研究的合金成份是Mg-8Al-xRE(x代表0，1，2或3 wt.%)，以真空感應熔煉爐(Vacuum induction melting furnace，VIM)配製成含有RE之Mg-8Al-xRE合金鑄錠。合金成份以感應耦合電漿原子發射光譜儀(Inductively coupled plasma-atomic emission spectrometer，ICP-AES)作定量分析。由於鑄造合金中容易生成化學成份偏析、組織不均勻與鑄造缺陷等，因而以間接熱擠型法(Indirect extrusion)擠製成3 mm厚之薄板，試圖藉由擠型減少鑄造缺陷與成份偏析。顯微結構分別以光學顯微鏡(Optical microscope，OM)、掃描式電子顯微鏡(Scanning electron microscope，SEM)及穿透式電子顯微鏡(Transmission electron microscope，TEM)進行分析，相組成則以X-光繞射(X-ray diffraction，XRD)進行分析。潛變測試後的試片以SEM觀察其破斷面及破斷型態。腐蝕試驗則分別以電化學腐蝕法與浸泡試驗法進行評估。銲接性質研究主要是利用工業界常用的惰性氣體鎢極電弧銲接(Tungsten-arc inert gas，TIG)與二氧化碳雷射銲接(CO2 laser beam welding，LBW)兩種方式，施以平面堆積銲(Bead-on-plate)的方式進行銲接。銲後試樣再進行銲道之顯微結構觀察、機械性質測試與腐蝕試驗。 由實驗結果可知，Mg-8Al合金中主要是α-Mg基地及β (Mg17Al12)析出相。當RE添加入Mg-8Al合金時，可形成高溫熱穩定性較佳的Al11RE3介金屬析出相，且同時抑制高溫熱穩定性較差的β相生成，進而改善Mg-8Al鎂合金的高溫抗潛變性質。RE的添加對高溫高荷重(200℃/80或100 MPa)條件下的潛變性質僅有輕微的改善效果；但是，在高溫及中低荷重(200℃/60或40 MPa)條件下，RE的添加即具有較顯著的效果。其中尤以中低溫及中低荷重(175或150℃/60或40 MPa)條件下的抗潛變性提升最為顯著。Mg-8Al-xRE合金之應力指數大小約為2，故可判定其潛變控制機構為晶界滑移(Grain boundary sliding)。Mg-8Al及Mg-8Al-2RE合金之潛變活化能分別為114與104 kJ mol-1。而Al含量對於Mg-Al合金抗潛變性亦有相當影響；以AZ31-1RE與Mg-8Al-1RE合金作比較，則不論於高溫(200℃)或低溫(150℃)下，當施以高荷重(100 MPa)時AZ31-1RE合金之抗潛變性較Mg-8Al-1RE合金差。相反地，當施以低荷重(40 MPa)時，AZ31-1RE合金之抗潛變性則優於Mg-8Al-1RE合金。因而Al含量對低荷重之長時間潛變性質影響甚巨。 由高溫潛變與高溫熱穩定性試驗後的顯微結構觀察；發現Mg-8Al鎂合金經高溫長時間時效後，於晶界附近可產生大量的層狀析出物(β相)，此等析出物即是造成Mg-8Al鎂合金高溫熱穩定性與抗高溫潛變性較差的主因。相反地，含有RE的合金經高溫長時間後，於晶界附近僅有少量的β相形成，且可有效地提升Mg-8Al鎂合金的抗高溫潛變性。故RE的添加可以形成高溫熱穩定性甚佳的Al11RE3化合物，以抑制層狀析出物的大量形成，因而其顯微組織之熱穩定性頗佳，此即改善抗高溫潛變的主因。 實驗研究之TIG熔融銲接的最佳參數為電流110 A與銲接速率7 m/min。由於TIG銲接的能量密度低、熱輸入量高，故Mg-8Al-xRE鎂合金銲後的巨觀組織可明顯區分出銲道(Weld metal)、熱影響區(Heat-affected zone，HAZ)及母材(Parent metal)三個區域。銲道的深寬比(Aspect ratio)較小(約0.5)。銲道顯微組織隨RE含量增加而呈現細化的趨勢，且亦有大量的長針狀(Needle-like)或桿狀(Rod-like)富含RE的化合物形成。銲接的接合率 (Joint efficiency)約85 %，銲接試片的接合強度隨RE含量增加而增高，但是RE含量超過2wt.%時，強度反而下降。銲道的硬度較母材稍低一點，與熱影響區相近。Mg-8Al合金之抗蝕性因RE含量增加而改善。銲道的抗蝕性較擠製狀態的母材差。而添加1wt.%RE的Mg-8Al合金具有最佳的銲後抗蝕性。當RE添加過量時，過多的介金屬化合物會產生嚴重的伽凡尼腐蝕，對銲後的抗蝕性有負面的影響。 雷射銲接的最佳參數則為功率2.0 kW與銲接速率2500 mm/s。由於雷射銲接的高能量密度與低熱輸入量，銲道金屬的冷卻速率極快。因而Mg-8Al-xRE合金銲後的顯微組織皆較TIG銲接為細，並且銲道與母材間並未有存在明顯的熱影響區。因雷射銲接的顯微組織較細，所以硬度亦較TIG銲接為高；但銲道硬度較擠製母材稍低；銲道深寬比較TIG銲接大(約1.5)。In this study, the effect of RE content on the microstructure, creep behavior, weld and corrosion properties of Mg-8Al-xRE (x=0, 1, 2 or 3 wt.%) alloys were investigated. The alloys were prepared by melting and casting in a vacuum induction melting furnace in an atmosphere of argon gas. Chemical analysis of the alloys was performed by inductively coupled plasma-atomic emission spectrometer (ICP-AES). To avoid the possible casting defects, such as micro-pore or micro-segregation, the cast ingots were indirect hot extrusion to remove the cast-defects. The microstructural analysis and phase characterizations of alloys were performed by optical microscope (OM), scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM), and X-ray diffraction (XRD). The fracture surfaces of crept specimens were examined by SEM. Corrosion tests were carried out by potentiodynamic polarization and immersion tests. The study of weld property was accomplished by tungsten-arc inert gas and CO2 laser beam welding. The microstructure analysis, mechanical properties, and corrosion properties of welded specimens were investigated. The microstructure of Mg-8Al alloy with 1-3 wt.% RE additions were conducted: (i) The as-extruded Mg-8Al-xRE alloys consisted of α-Mg matrix, with β (Mg17Al12) and Al11RE3 compounds. (ii) Raising the extent of RE in the alloy also increases the amount and coarsening of the Al11RE3 compounds, but the amount of β phase diminishes and turns into the fine particles. The creep rupture life increment measured at 150℃ is around 40-100 MPa, and the creep rupture life over 150℃ is also prolonged. The marked improvement of the high-temperature tensile creep properties is attributed to the fine rod-like Al11RE3 compound having high thermal stability in the alloys. The stress exponent of the Mg-8Al-xRE alloys is approximately 2, which suggested the creep mechanism of the alloys is controlled by the grain boundary sliding. The creep activation energy of Mg-8Al and Mg-8Al-2RE alloys are 114 and 104 kJ mol-1, respectively. In addition, the aluminum content also has great effects on the creep property of the Mg-Al alloy; when comparing the AZ31-1RE with the Mg-8Al-1RE alloys. The creep resistance of the AZ31-1RE is inferior to that of the Mg-8Al-1RE, as the applied load is high; at either higher or lower test temperature. On the contrary, the creep resistance of the AZ31-1RE is superior to that of the Mg-8Al-1RE, as the applied load is low at any test temperature. Therefore, the effect of aluminum content on the creep properties of Mg-Al alloy is great. The close-grain boundary microstructure of pose-crept Mg-8Al shows that high volume fraction of lamellar β precipitates close-grain boundaries during the creeping. Since the lamellar precipitation occurring during the creeping may effectively multiply the grain boundary area available for easy deformation by grain boundary sliding through the elevated temperature creep. Therefore the creep resistance of Mg-8Al is poor at elevated temperature. Oppositely, no significant change in the microstructure morphology after creep exposure has been observed in the RE-containing alloys. The addition of RE to the Mg-8Al alloy forms the Al11RE3 intermetallic phase, which may suppress the precipitation of lamellar β phase during the creep test. Consequently, the sliding of grain boundaries and the slip of dislocations in the matrix are effectively prevented at elevated temperature, improving the creep resistance of Mg-8Al base alloy. The optimization welding parameters of TIG welding are current 110 A and welding speed 7 m/min. Because the TIG welding has low energy density and high heat input characteristics, the macrostructure of welded Mg-8Al-xRE alloys possess three clearly distinguished regions, including weld metal, heat-affected zone, and parent metal. The aspect ratio of the weld pool is low, about 0.5. Microstructure of weld metal is refined with the increased RE content; and a lot of needle-like or rod-like RE-containing compounds precipitated. The join efficiency is approximate 85%, and the bonding strength is increased with the increasing RE content. However, when the RE content over 2 wt.%, the strength is decreased. The hardness of weld metal is lower than the parent metal, and close to the heat-affected zone. Corrosion rate of the alloy may slightly decrease with the increase of the added RE contents. The corrosion resistance of welded specimens is poor, comparing with the as-extruded alloys. The optimized welding parameters of CO2 laser beam welding are power 2.0 kW and welding speed 2,500 mm/s. The CO2 laser beam welding has high energy density and low heat input characteristics, so the cooling rate of the weld metal is high. The microstructure of the welds is finer than that of TIG welding; and no obviously heat-affected zone is observed, which is due to the laser welded alloys owns fine structure, thus the hardness is higher than that of the TIG welded alloy. In this study, the hardness of the welded metal is slightly lower than that of the parent metal. The aspect ratio of the laser welds is higher than that of the TIG welding, which is about 1.5.目 錄 誌謝 i 中文摘要 ii Abstract v 目錄 viii 圖目錄 xii 表目錄 xviii 第一章 前言 1 第二章 文獻回顧 3 2. 1鎂合金的特性及分類 3 2.1.1鎂合金的特性 3 2.1.2鎂合金的分類 4 2.2 合金元素的添加對鎂合金之影響 5 2.3 抗高溫潛變用鎂合金之發展 6 2.4 潛變試驗 11 2.4.1潛變試驗曲線 11 2.4.2穩定狀態潛變之活化能 12 2.4.3鎂合金之潛變行為 13 2.5鎂合金銲接 13 2.5.1電弧銲接(Arc welding) 13 2.5.2雷射束銲接 14 2.5.3電子束銲接 15 2.5.4摩擦銲接(Friction welding) 16 2.5.5擴散接合 16 2.5.6膠合接合 16 第三章 實驗方法與步驟 30 3.1實驗流程圖 30 3.2 合金之配製及準備 31 3.3 熱機製程 31 3.4 顯微結構觀察及相之鑑定 31 3.5 潛變試驗 32 3.6 TIG銲接試驗 33 3.7 CO2雷射銲接 33 3.8 腐蝕試驗 33 3.9硬度及拉伸試驗 34 3.10高溫熱穩定性試驗 34 第四章 Mg-8Al-xRE鎂合金之成份與顯微結構及機械性質分析 40 4.1 Mg-8Al-xRE鎂合金之成份分析 40 4.2 Mg-8Al-xRE鎂合金之顯微結構觀察 40 4.3 Mg-8Al-xRE鎂合金之硬度分析 43 第五章 Mg-8Al-xRE鎂合金之高溫潛變性質研究 58 5.1 Mg-8Al-xRE鎂合金之高溫熱穩定性 58 5.2 Mg-8Al-xRE鎂合金之高溫潛變 59 5.2.1 潛變試驗曲線 59 5.2.2 RE含量與荷重對潛變性質的影響 60 5.2.3 長時間時效對潛變性質的影響 61 5.2.4 穩態潛變之活化能與應力指數計算 62 5.2.5 Mg-8Al-xRE合金潛變試驗後顯微結構 62 5.3 Al含量對潛變性質的影響 63 5.3.1 AZ31-1RE與Mg-8Al-1RE合金顯微組織 63 5.3.2 AZ31-1RE與Mg-8Al-1RE合金潛變試驗曲線 64 第六章Mg-8Al-xRE鎂合金TIG與CO2雷射熔融銲接性質研究 96 6.1 Mg-8Al-xRE之TIG熔融銲接 96 6.1.1 Mg-8Al-xRE鎂合金TIG熔融銲接之巨觀組織觀察 97 6.1.2 RE含量對銲接後顯微組織的影響 97 6.1.3 銲後微硬度試驗 98 6.1.4 銲後拉伸試驗與破斷面觀察 99 6.1.5 腐蝕試驗 100 6.1.6 銲後腐蝕試驗 101 6.2 Mg-8Al-xRE之CO2雷射熔融銲接 102 6.2.1 Mg-8Al-xRE鎂合金雷射熔融銲接之巨觀組織觀察 102 6.2.2 RE含量對銲接後顯微組織的影響 103 6.2.3 銲後微硬度試驗 104 第七章 結論 138 未來值得研究方向 140 參考文獻 141 個人相關著作 148 圖 目 錄 圖2.1 各種金屬材料之抗拉強度與其內耗(Q-1)及防振係數(SDI)之關係圖[17]。 24 圖2.2 (a)鎂合金製汽車用儀表板，(b)自行車用後上叉與後下叉，(c)鎂合金擠型件。 25 圖2.3 具三階段潛變之典型曲線。 26 圖2.4 TIG銲接示意圖[70]。 27 圖2.5 TIG電流類型之特性[71]。 28 圖2.6 二氧化碳雷射之主要結構示意圖。 29 圖3.1 實驗流程圖。 30 圖3.2 真空感應熔煉爐。 35 圖3.3 潛變測試的試片尺寸規格。 36 圖3.4 ATS潛變試驗機。 37 圖3.5 Thermal-Arc 250GTSW多功能銲接機。 38 圖3.6銲接夾治具示意圖。 39 圖4.1 Mg-8Al ((a)及(b))與Mg-8Al-3RE ((c)及(d))鑄造狀態鎂合金之SEM背向散射電子像。 45 圖4.2 鑄造Mg-8Al鎂合金之EPMA背向散射電子像(a)，與X-光元素分佈圖(b) Mg，(c) Al以及元素成份線掃描圖(d)。 46 圖4.3 鑄造Mg-8Al-3RE鎂合金之EPMA背向散射電子像(a)，與X-光元素分佈圖(b) Mg，(c) Al，(d) La，(e) Ce以及元素成份線掃描圖(f)。 47 圖4.4 (a) Mg-8Al，(b) Mg-8Al-1RE，(c) Mg-8Al-2RE與(d) Mg-8Al-3RE鎂合金橫剖面之SEM背向散射電子像(垂直擠型方向)。 48 圖4.5 (a) Mg-8Al鎂合金之SEM二次電子像，與X-光元素分佈圖：(b)Mg，(c)Al (平行擠型方向)。 49 圖4.6 (a) Mg-8Al-2RE鎂合金之SEM二次電子像，與X-光元素分佈圖：(b)Mg，(c)Al，(d)La (平行擠型方向)。 50 圖4.7 (a) Mg-8Al鎂合金與(b) Mg-8Al-2RE鎂合金之EPMA線掃描圖(平行擠型方向)。 51 圖4.8 (a) Mg-8Al，(b) Mg-8Al-1RE，(c) Mg-8Al-2RE，(d) Mg-8Al-3RE鎂合金的XRD繞射圖譜。 52 圖4.9 (a)鑄造Mg-8Al合金之TEM明視野像，(b) β析出相之晶帶軸 與(c) α-Mg基地之晶帶軸 。 53 圖4.10 (a)擠製Mg-8Al合金之TEM暗視野像，(b) β相之晶帶軸 與(c) β相之EDX光譜。 54 圖4.11 (a)與(b)擠製Mg-8Al-3RE合金之TEM明視野像，(c) Al11RE3相之晶帶軸 與(d) Al11RE3相之EDX光譜。 55 圖4.12 RE含量對擠製狀態Mg-8Al-xRE合金與經過420℃/12小時固溶處理後微硬度的影響。 56 圖4.13 Mg-8Al與Mg-8Al-3RE鎂合金經過420℃/12小時固溶處理後之顯微組織。 57 圖5.1 Mg-8Al與Mg-8Al-2RE合金高溫固溶熱處理後之顯微組織。 72 圖5.2 (a) Mg-8Al與(b) Mg-8Al-3RE鎂合金於溫度200℃經200h時效後之顯微組織。 73 圖5.3 Mg-8Al-xRE鎂合金於固定荷重40 MPa下(a) 200℃與(b) 150℃之潛變曲線。 74 圖5.4 Mg-8Al-xRE鎂合金於固定荷重60 MPa下(a) 175℃與(b) 150℃之潛變曲線。 75 圖5.5 Mg-8Al-xRE鎂合金於固定荷重80 MPa，溫度125℃之潛變曲線。 76 圖5.6 Mg-8Al-xRE鎂合金於固定荷重40 MPa下(a) 200℃與(b) 150℃之應變速率對潛變時間曲線。 77 圖5.7 RE含量與荷重對潛變破斷壽命的影響(a) 150℃與(b) 200℃。 78 圖5.8 (a) Mg-8Al與(b) Mg-8Al-3RE合金潛變破斷面，試驗條件為溫度200℃與施加荷重100 MPa。 79 圖5.9 實驗條件為150℃與100 MPa，潛變試驗後的SEM顯微組織(a) Mg-8Al合金於潛變試驗後會有大量的層狀析出物產生，(b) Mg-8Al-3RE合金於潛變試驗後則無任何的層狀析出物產生。荷重施加的方向如圖(a)與(b)中的箭頭所示。 80 圖5.10 Mg-8Al與Mg-8Al-3RE擠製合金與時效熱處理後(熱處理溫度220℃，時間分別為125或320 h)之合金的典型潛變曲線，潛變試驗條件為溫度200℃，固定荷重40 MPa。 81 圖5.11 Mg-8Al-xRE鎂合金穩態潛變速率對應力作圖。 82 圖5.12 Mg-8Al-xRE鎂合金在應力40 MPa下的Arrhenius曲線。 83 圖5.13 (a) Mg-8Al與(b) Mg-8Al-2RE合金於150℃/100 MPa潛變試驗後之OM顯微組織。 84 圖5.14 (a) Mg-8Al合金經200℃/100 MPa拉伸潛變試驗後之TEM明視野像與(b)圖(a)中的層狀析出相(β)之EDX光譜。 85 圖5.15 (a) Mg-8Al-3RE合金經200℃/100 MPa拉伸潛變試驗後之TEM明視野像，圖(a)中的Al11RE3析出相之晶帶軸 (b)與EDX光譜(c)。 86 圖5.16 (a) AZ31-1RE與(b) Mg-8Al-1RE鎂合金顯微組織，(c) AZ31-1RE SEM背向散射電子像與(d) AZ31-1RE合金中的介金屬析出相EDX成份分析。 87 圖5.17 (a) 擠製AZ31-1RE合金之TEM明視野像，圖(a)中的α-Mg晶帶軸 (b)與Al11RE3析出相之晶帶軸 (c)及Al11RE3相之EDX光譜(d)。 88 圖5.18 Mg-8Al-1RE與AZ31-1RE鎂合金於試驗溫度200℃下，施加荷重為100與40 MPa之潛變曲線。 89 圖5.19 Mg-8Al-1RE與AZ31-1RE鎂合金於試驗溫度150℃下，施加荷重為100與40 MPa之潛變曲線。 90 圖5.20 Al含量對潛變破斷壽命於溫度150℃，於不同的荷重下之影響。 91 圖5.21 Al含量對潛變破斷壽命於溫度200℃，於不同的荷重下之影響。 92 圖5.22 (a) AZ31-1RE與(b) Mg-8Al-1RE於200℃，100 MPa潛變試驗後之金相組織，(c) AZ31-1RE與(d) Mg-8Al-1RE於125℃，100 MPa潛變試驗後的電子顯微鏡成像。 93 圖5.23潛變組織演化示意圖，(a)無RE的合金顯微組織與(b)含有RE的合金顯微組織，潛變試驗後(c)無RE的合金顯微組織與(d)含有RE的合金顯微組織。 95 圖6.1 自動TIG銲Mg-8Al合金於固定電流110 A (16 V)下施以不同銲接速率的銲道表面。 107 圖6.2 自動TIG銲Mg-8Al合金於固定銲接速率7 m/min下，施以不同大小電流的銲道表面。 108 圖6.3 不同銲接電流與銲接速率下之TIG銲接橫截面巨觀組織。 109 圖6.4 (a)銲道的橫截面巨觀組織，(b)熱影響區附近之局部放大組織圖。 110 圖6.5 在銲接電流110 A，銲接速率7 m/min條件下，RE含量對銲後顯微組織之影響(a) Mg-8Al，(b) Mg-8Al-1RE，(c) Mg-8Al-2RE及(d) Mg-8Al-3RE。 111 圖6.6 Mg-8Al-xRE鎂合金TIG銲後SEM二次電子像(a) Mg-8Al，(b) Mg-8Al-1RE，(c) Mg-8Al-2RE及(d) Mg-8Al-3RE。 112 圖6.7 Mg-8Al鎂合金TIG銲接後之EPMA背向散射電子像(a)，與X-光元素分佈圖(b) Mg，(c) Al與(d) O。 113 圖6.8 Mg-8Al-2RE鎂合金TIG銲接後之EPMA背向散射電子像(a)，與X-光元素分佈圖(b) Mg，(c) Al，(d) O，(e) La與(f) Ce。 114 圖6.9 (a) Mg-8Al與(b) Mg-8Al-2RE鎂合金TIG銲接後之銲道EPMA成份分析。 115 圖6.10 Mg-8Al-xRE合金TIG銲後之硬度分佈曲線(圖6.4中的橫虛線位置)。 116 圖6.11 RE含量對TIG銲後接合強度之影響。 117 圖6.12 RE含量對TIG銲接經T5熱處理後之接合強度影響。 118 圖6.13 RE含量對Mg-8Al鎂合金擠製原材拉伸強度之影響。 119 圖6.14 Mg-8Al-xRE鎂合金TIG銲後拉伸破斷面橫截面SEM背向散射電子像(a) Mg-8Al，(b) Mg-8Al-1RE，(c) Mg-8Al-2RE及(d) Mg-8Al-3RE。 120 圖6.15 Mg-8Al與Mg-8Al-2RE鎂合金TIG銲後拉伸破斷面SEM二次電子像(a)及(b)為低倍率破斷金相，(c)與(d)為高倍率破斷金相。 121 圖6.16 Mg-8Al-xRE鎂合金TIG銲接經T5熱處理後拉伸破斷面橫截面(a) Mg-8Al，(b) Mg-8Al-1RE，(c) Mg-8Al-2RE及(d) Mg-8Al-3RE。 122 圖6.17 Mg-8Al-xRE鎂合金TIG銲接經T5熱處理後之拉伸破斷面SEM二次電子像(a) Mg-8Al，(b) Mg-8Al-1RE，(c) Mg-8Al-2RE與(d) Mg-8Al-3RE。 123 圖6.18 Mg-8Al-xRE鎂合金原材腐蝕之極化曲線圖(0，1，2與3分別代表Mg-8Al，Mg-8Al-1RE，Mg-8Al-2RE與Mg-8Al-3RE)。 124 圖6.19 Mg-8Al-xRE合金擠製原材於3.5 wt.% NaCl溶液中浸泡6小時後之試片表面形貌。 125 圖6.20 Mg-8Al-xRE合金擠製原材於3.5 wt.% NaCl溶液中浸泡6小時後之平均重量損失速率。 126 圖6.21 Mg-8Al與Mg-8Al-1RE擠製原材於3.5 wt.% NaCl溶液中浸泡6小時後之SEM顯微結構。 127 圖6.22 Mg-8Al-xRE鎂合金TIG銲後腐蝕之極化曲線圖(0，1，2與3分別代表Mg-8Al，Mg-8Al-1RE，Mg-8Al-2RE與Mg-8Al-3RE)。 128 圖6.23 RE含量對Mg-8Al鎂合金銲道電化學腐蝕試驗(a)腐蝕電位與(b)腐蝕電流密度的影響。 129 圖6.24 (a)雷射銲接銲道形貌，(b)銲道橫截面形貌與(c)銲道與母材界面組織。 130 圖6.25 Mg-Al二元相圖與電弧銲接部份熔融區示意圖[108]。 131 圖6.26在銲接功率2.0 kW，銲接速率2500 mm/min條件下，RE含量對銲後顯微組織之影響(a) Mg-8Al，(b) Mg-8Al-1RE，(c) Mg-8Al-2RE及(d) Mg-8Al-3RE。 132 圖6.27 RE含量對銲後顯微組織之影響(a) Mg-8Al，(b) Mg-8Al-1RE，(c) Mg-8Al-2RE及(d) Mg-8Al-3RE。 133 圖6.28 Mg-8Al鎂合金雷射銲接後之EPMA背向散射電子像(a)，與X-光元素分佈圖(b) Mg，(c) Al與(d) O。 134 圖6.29 Mg-8Al-2RE鎂合金雷射銲接後之EPMA背向散射電子像(a)，與X-光元素分佈圖(b) Mg，(c) Al，(d) O，(e) La與(f) Ce。 135 圖6.30 (a) Mg-8Al與(b) Mg-8Al-2RE鎂合金雷射銲接後之銲道EPMA成份分析。 136 圖6.31 Mg-8Al-xRE合金雷射銲後之硬度分佈曲線(圖6.24中的橫虛線位置)。 137 表 目 錄 表2.1鎂合金分類表示法 18 表2.2工業常用鎂合金分類表 19 表2.3常見鎂合金零件應用 20 表2.4壓鑄鎂合金之潛變應力指數與變形機構[65] 21 表2.5雷射銲接重要參數分類[81] 22 表2.6擴散接合之主要特性[83] 23 表4.1 Mg-8Al-xRE鎂合金的化學成份 40 表5.1 Mg-8Al合金潛變數據 66 表5.2 Mg-8Al-1RE合金潛變數據 67 表5.3 Mg-8Al-2RE合金潛變數據 68 表5.4 Mg-8Al-3RE合金潛變數據 69 表5.5 Mg-8Al-xRE合金各元素之陰電性[92] 70 表5.6 Mg-8Al-xRE合金中主要的介金屬析出相的熔點[91] 70 表5.7 AZ31-1RE合金潛變數據 71 表6.1 TIG銲後拉伸機械性質 105 表6.2 TIG銲後經T5熱處理之拉伸機械性質 105 表6.3 Mg-8Al-xRE原材拉伸機械性質 105 表6.4 Mg-8Al-xRE擠製原材腐蝕測試數據(參考電極Ag/AgCl [3M KCl]) 106en-USMg-8Al鎂合金富鑭系稀土元素顯微結構潛變行為機械性質銲接性質腐蝕性質Mg-8Al magnesium alloyLa-rich Mischmetal (rare earth elements)MicrostructureCreep behaviorMechanical propertiesWeld propertiesCorrosion propertiesthesis