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鋁鋰合金之應力蝕裂
Thesis

鋁鋰合金之應力蝕裂

沈玉林
Masters, National Tsing Hua University
1987

Abstract

鋁鋰合金應力蝕裂晶粒冷軋剪變帶合金
鋁鋰合金具有低密度與高剛性的特性,為目前甚受矚目之航空結構材料。近年來有關鋁鋰合金之應力腐蝕性質也日益受到重視,絕大部份的研究皆指出引起鋁鋰合金應力腐蝕破裂的區域為其晶粒邊界,因此軋延後之鋁鋰合金,惟有拉伸應力作用在試片的短橫軸方向上才會有顯著的應力腐蝕破裂沿著近乎連續的晶粒邊界發生。然而對於冷加工後具有變形結構的鋁鋰合金,腐蝕環境對其破裂有何影響則很少被討論。本研究探討Al-2.0Li-2.0Cu-0.9Mg-0.12Zr 合金之應力腐蝕破裂行為,經過0%與60%冷軋和不同時效處理之試片,以其長軸方向於空氣及3.5%N-aCl 水溶液中作慢速拉伸試驗。在3.5%NaCl中,不具有變形結構的0%冷軋試片其拉伸性質之減損非常有限,而60%冷軋後具有剪變帶之合金則明顯的降低,尤以初時效後期之試片最為嚴重。從斷裂輪廓金相與SEM 斷裂面相得知腐蝕環境促進了沿剪變帶的穿晶斷裂。由TEM 的觀察發現,時效處理後剪變帶兩側有大的析出物密集析出而剪變帶本身成為無析出區。這是由於鋁鋰合金中易被剪切的析出物於冷軋時在剪變帶內被差排剪切而重溶,帶內過飽和的溶質原子在隨後之時效處理時藉助帶內的大量缺陷而向外擴散使得剪變帶兩側之析出物長大,因此剪變帶內便沒有析出物生成。剪變帶之無析出區與一般鋁合金常見之晶粒邊界無析出區具有類似的機械與腐蝕性質,因此環境可促進沿此無析出區之斷裂。60%冷軋後不同時效處理的試片,對應力蝕製的不同敏感性與其在空氣中拉伸性質之差異皆可由時效處理過中剪變帶無析出區之建立來解釋。

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