研究生：賴銀瀛

論文名稱:Sc對Al-7Si-0.3Mg鋁合金時效性質與微觀組織之研究

摘要:

    本研究以Al-7Si-0.3Mg鑄造鋁合金為探討對象，熔煉時分別添加0.2%、0.4%、0.6%的Sc元素，施以T6固溶時效熱處理。固溶溫度540℃×8h，時效溫度採用155℃、175℃、195℃三種不同的溫度，時效時間有2h、4h、6h、8h、10h，探討Sc元素在不同的時效處理溫度與不同的處理時間，對Al-7Si-0.3Mg鋁合金為關組織與機械性能之影響。利用光學顯微鏡(OM)、掃描式電子顯微鏡(SEM)、能量散佈光譜儀(EDS)、硬度試驗計(Hardness Tester)、拉伸試驗(Tensile Testing Machine)等儀器、設備，探討Al-7Si-0.3Mg鋁合金微觀組織的變化與機械性能之關係。
    實驗結果顯示，Al-7Si-0.3Mg鋁合金添加Sc元素，因Al3Sc析出相的形成使晶粒明顯細化，添加量在0.4% Sc元素時的抗拉強度296MPa達到最高點，超過0.4% Sc添加量其抗拉強度反而下降，顯示Sc添加量在0.4%是最佳添加量，Sc添加過量使晶粒變大反而會降低機械性能且增加材料成本。時效溫度在195℃時，抗拉強度也是三種不同溫度條件的最大值，顯示添加Sc元素確實能提高鋁合金的高溫強度。
    在195℃的時效溫度下，不同的Sc添加量與不同的時效時間，顯示不同的硬度值。含0.2%與0.6%Sc元素的Al-7Si-0.3Mg鋁合金，其硬度隨時效處理時間而下降；含0.4%Sc元素的Al-7Si-0.3Mg鋁合金，其硬度則先隨著時效時間增加而降低。顯示不同Sc添加量會影響時效熱處理的時間。
    綜合以上實驗結果，可以發現Al-7Si-0.3Mg鋁合金中添加Sc元素，以0.4%為最佳添加量，時效時間在4h實的硬度具最高值HRB63，時效溫度195℃×4h的抗拉強度為最高值296MPa。而且抗拉強度的曲線趨勢圖是隨著時效溫度的提高而提高，顯示未來可以把添加Sc元素的熱處理時效溫度朝200℃以上研究。

關鍵字：鑄造鋁合金、鈧(Sc)、時效處理