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汽缸用ADC12鋁合金尺寸穩定化處理及機械性質分析

為了解決adc12硬度的問題，作者吳拓遠 這樣論述：

本研究探討以合金成分微調搭配T5熱處理來提升汽缸用ADC12鋁合金之機械性質，並分析汽缸用ADC12鋁合金之析出變形特性，以及找出高溫尺寸穩定化之熱處理條件。本研究先以重力鑄造方式熔鑄三種ADC12系列鋁合金，包括：商用ADC12鋁合金(代號ADC12-1)、添加微量Sr及Mg之簡單改良型ADC12鋁合金(代號ADC12-2)、及添加多種可強化機械性質之合金元素的複合改良型ADC12鋁合金(代號ADC12-3)，鑄件經水淬急冷後進行200及220oC之T5處理及延遲T5處理(自然時效約一週後才進行T5處理)，分析合金之金相，以及在T5與延遲T5時效過程中機械性質與尺寸之變化，以獲得尺寸穩定化

之溫度/時間條件。之後選擇ADC12-1及ADC12-2兩組合金進行汽缸體高壓鑄造，鑄件水淬取樣後施以延遲T5處理，分析其在延遲T5過程中之機械性質與尺寸穩定化行為，最後以高低溫循環測試來檢驗汽缸體之尺寸穩定化成效。 實驗結果顯示，於ADC12鋁合金中添加調質劑Sr元素可細化共晶矽，添加中和劑Mn或Cr元素則可使大片狀之富鐵相分別轉換為中國文字形或小塊狀，Fe及Cu含量的減少則會減少鑄態組織內之脆性富鐵相及富銅晶出相。時效試驗方面，各合金於200oC進行T5及延遲T5處理時，頂時效皆發生在約4小時處，220oC則發生在約1小時處，各合金之尺寸穩定化條件大約都發生在4倍頂時效時間點，包括2

00oC/16h及220oC/4h，而高低溫循環測試結果則驗證以上尺寸穩定化之成效。高壓鑄造之ADC12-1汽缸鑄件經200oC/16h之延遲T5處理後，降伏強度及延伸率分別為214 MPa及1.3 %，經220oC/4h之延遲T5處理後，其降伏強度為217 MPa及1.9%，兩者機械性質接近。而高壓鑄造之ADC12-2汽缸鑄件經200oC/16h延遲T5處理所得之降伏強度( 226 MPa)與220oC/4h延遲T5處理所得者( 215 MPa )亦十分接近。實驗結果顯示，相同成分之ADC12系列合金不論是經過200oC/16h或是經過220oC/4h之尺寸穩定化處理，所達到之降伏強度、延伸

率以及尺寸變化量(膨脹量)基本上都相差不大，從熱處理作業效率觀點可選取較快速之(220oC/4h)延遲T5條件來達到尺寸穩定化之需求。