本文標題："大平臺測量金相顯微鏡-材料學常識:合金元素對鎂合金的影響"

發布者：yiyi ------ 分類: 站內動態 ------ 人瀏覽過 -----時間：2013-4-29 10:58:16

合金元素對鎂合金的影響

1. 鋁(Aluminum, Al)元素的影響

鋁對于鎂合金是具影響力的元素，能增加材料的強度和硬度，并且增加凝固范

圍提升其鑄造性。當鋁含量超過 6%以上進行固溶和時效熱處理有晶粒細化效果，

超過 10%反而導致其延性下降，鎂鋁合金之時效析出強化相為 Mg17Al12 化

2. 鋅(Zinc, Zn)元素的影響

相較于鋁，鋅是另一個對鎂有影響力的元素，與鋁一同作用可提高合金在室溫下

的強度。當鋁含量在 7-10%且鋅含量超過 1%以上時該合金產生熱裂(hot shortness)

的機率增加。在基地上形成 Mg32(Al,Zn)49 化合物可以提升鎂合金的抗腐蝕能力，亦

能夠降低鐵、鎳的固溶量達到去除雜質的效果。鋅也常與鋯、稀土族或釷(thorium, Th)

形成析出硬化型鎂合金提高其整體強度

3. 錳(Manganese, Mn)元素的影響

錳對鎂合金的拉伸強度影響不大，但能在基地中形成 MnAl6 化合物對降伏強度有

明顯影響，并且添加錳可移除鐵所形成的介金屬化合物帶來的傷害，進而增加鎂鋁

或鎂鋁鋅合金對鹽水的抗腐蝕性。一般商用鎂合金中錳的固溶度可達 1.5 wt.%，但

是在含鋁成份的情況下錳之固溶度下降到僅 0.3 wt.%。

4. 鐵(Iron, Fe)元素的影響

鐵對于鎂合金的抗腐蝕性有嚴重的影響，故其含量需精準地被控制。商用合金的

鐵含量需控制在 0.01-0.03 wt.%，若要求達到大抗腐蝕能力需將鐵的含量規范在

0.005 wt.%內，因此為了抑制鐵的含量而添加錳，不過凝固過程中發生偏析將使得

鐵錳兩者間的比例控制不易，故發展出其他抑制鐵的添加劑如 B2O3。

5. 鋯(Zirconium, Zr)元素的影響

鋯對于鎂合金的晶粒細化上有極大的幫助，可能是鋯在晶格參數上和鎂非常接近

(Mg：a=0.320nm, c=0.520nm 及 α-Zr：a=0.323nm, c=0.514nm)。熔融純鎂在 654℃時

鋯的大溶解度約為 0.45%，其所形成初晶鋯的顆粒可作為鎂異質成核所需位置。

常伴隨鋅或稀土元素，形成 Mg-Zr 化合物有利于晶粒細化，亦可增加鎂鋅合金固相

溫度范圍，對鎂鋅合金在銲接上有所幫助。大遺憾是不能應用在含鋁或錳的合金

中，因為鋯會與這些元素形成穩定的化合物，無法與鎂形成固溶體，失去細化作用。

6. 稀土元素(Rare earth)的影響

主要目的為減少高溫熱裂性與澆鑄時所產生的氣孔，改善熱處理時發生的變形及

銲接時出現的裂紋氣孔等，此外在晶界上形成介金屬化合物(intermetallic compound)

有助于機械性質的提升

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