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Mg - (2, 5, 8) wt.%Sn合金經ECAE熱機處理後之 顯微組織與高溫機械性質研究 Investigation of the Microstructures and Mechanical Properties of the Mg-(2, 5, 8) wt.% Sn Alloys at high temperatures after an ECAE Thermo-Mechanical Treatment 蔡浩然 郭金國 朝春光* 劉增豐 H. J. Tsai C. G. Kuo C. G. Chao T. F. Liu  摘要 本研究旨在探討鎂 - 錫合金系統經等徑通道轉角擠型(ECAE)後，其顯微組織與高溫機械性質的變化。 實驗果顯示，隨錫(Sn=2, 5, 8 wt.%)含量的增加，合金中Mg2Sn相的量亦隨之增加，且可在as-cast Mg-5%Sn及Mg-8%Sn合金的晶界上發現高連續性的α-Mg +Mg2Sn共晶相。除該共晶相外，極細小的Mg2Sn顆粒亦可在三種合金的基地中同時發現。 經ECAE製程後，合金晶粒細化的效果非常明顯且高連續性的α-Mg +Mg2Sn共晶相均已被ECAE所破斷。 高溫拉伸性質表現最優良者為Mg-5%Sn合金，該合金經ECAE製程後其高溫(200)抗拉強度可由67MPa提升至179MPa，而高溫(200)的伸長量亦可由10.6%提升至18.9%，提升效果顯著。 關鍵：鎂-錫合金、等徑通道轉角擠型(ECAE) Abstract This study focused on the effect of tin content on the microstructures and mechanical properties at high temperatures after Equal Channel Angular Extrusion（ECAE）. The results showed that the Mg2Sn phase increased gradually with the addition of tin. The grain boundary of the Mg-Sn alloys was seen to contain continuous eutectic α-Mg +Mg2Sn precipitates in the Mg-5(wt.%)Sn and Mg-8(wt.%)Sn as-cast alloys. Besides the grain boundary particles, ultra fine Mg2Sn particles were present within the matrix of the alloy. After ECAE process, the effect of grain refining was very obvious and the continuous eutectic α-Mg +Mg2Sn were broken by ECAE. Optimum mechanical properties were attained by adding 5(wt.%)Sn. The UTS increased from 67 MPa to 179 MPa at 200℃as well as the elongation increased from 10.6% to 18.9% at 200℃after four ECAE passes. Key word：Magnesium - tin alloy (Mg-Sn Alloy); Equal Channel Angular Extrusion（ECAE） 前言 鎂合金因質量輕，比剛性強與比強度極佳，在金屬中分別佔第一位與第二位（比強度僅次於鈦），所以常被用於輕量化的用途，除了輕量化的考量外，鎂合金材料具優良的散熱效果、電磁遮蔽性、材料回收性等優勢，未來將是3C（Computer、Communication、Consumer Electronics Products）產品的良好選擇，這使得鎂合金在此類產品的應用成為業者關注的焦點，大有部份取代塑膠材料的趨勢1)。 不過鎂合金在應用上仍受限於高溫環境及腐蝕環境的制約，導致其實際應用成效不彰，特別是汽車領域上更為明顯，故而提昇鎂合金之高溫機械性質及其高溫領域之相關應用刻不容緩。 鎂合金不但是目前最輕之結構用材料，而其中又以鑄造性優且機械性質佳之AZ系鎂合金之應用最為廣泛。不過由於其主要強化相β相(Mg17Al12)易在高溫約120下被分解，進而導致材料弱化，故該系鎂合金高溫性質不佳，雖