鋁合金分類與熱處理說明-讓你一腳快速跨入鋁合金的世界

前陣子一位朋友和我抱怨在某個公開場合遇見一位官方鋁合金生產廠的資深員工，於某個話題交談的過程中強調鋁合金T5處理即是已經包含固溶處理程序，該強者我朋友被其多次強調該論述不禁也懷疑自己是否真的記憶衰退導致誤會，因此當下也立馬電話與我聯繫確認其正確性；一直認為該熱處理程序定義是理所當然的我也開始懷疑人生，翻了一下資料證明自己並非記憶退化的早期帶原者。

就鋁合金材料而言，可經由熱處理強化的牌號為2XXX、6XXX、7XXX、8XXX(為無法歸類或特殊牌號，我沒遇到過也沒使用過)，所謂的熱處理不外乎固溶處理與時效處理，都是屬於鋁合金析出硬化的一個過程，原理就是把其他除了鋁之外的小顆粒金屬材料卡在鋁合金基地的原子中間，白話一點說明：鋁合金受到外力的變形，就像透過馬達帶動一個大齒輪傳遞動力到另一個大齒輪並使它開始轉動的一個過程，在正常狀態下馬達只要出一半的力就可以讓它轉動，但當兩個大齒輪的中間有顆很小的螺絲，馬達必須出盡全力才能輾過那一顆螺絲再讓兩個大齒輪持續轉動，這個馬達出力就是如同讓鋁合金變形的最大外力，鋁合金可以承受的變形外力越大，就表示該鋁合金的強度越高，那顆螺絲就是除了鋁合金外的其他金屬原子(常見的大部分是銅、鎂、鋅)。

那將越多螺絲卡進兩個齒輪中間，馬達所需要的出力就會越大，換言之鋁合金的強度也會越高，而將螺絲放進齒輪箱的過程就稱為固溶處理；以材料而言每個晶格就像一個馬達和一對大齒輪的齒輪箱，如果這些螺絲都在齒輪箱外部就無法對大齒輪造成阻礙(常態下多數在外部)，因此要想辦法把螺絲弄進這個齒輪箱裡。

回到正常描述，鋁合金每個晶格可以容納的其他金屬原子有固定的數量，但這些固定數量的原子無法對鋁合金強度有太大提升，就像一杯水加了鹽，無論怎麼攪拌無法溶解的鹽就會沉澱在杯子底面，而聰明的前輩就想到了把水加熱，加熱後的水提高了鹽的溶解度，水的濃度的就增加，如同鋁合金的晶格內可以儲存更多的原子，但問題來了，水總是要冷卻，冷卻後水的溶解度又會降低而使得鹽重新固化沉澱在杯底，這時候超聰明的前輩又神來一筆，把含鹽的熱水急速冷凍，鹽就不會另外再重新固化降低溶解度了，就如同鍛造後的鋁合金加溫到535°C再迅速丟進水裡的一樣，這就是固溶處理的大致概念。

時效處理僅是讓這些在鋁合金基地的其他金屬原子均勻的析出分佈，就像把齒輪箱的小螺絲均勻地放置兩顆大齒輪的每個齒谷里，這樣阻抗的變形力就會更高，一般而言，固溶處理後把鍛件放置常溫72小時後就會開始自然時效的過程，而以商業角度而言，速度無法匹配生產程序，因此又發展出了加速的過程，也就是將固溶化後的鍛件加溫到175°C並在20小時內將次原子析出在鋁合金的基地上(加熱催化作用)，也就是人工時效。

所以在熱間鍛造後，T4：固溶處理+自然時效、T5：僅有人工時效、T6：就是固溶+人工時效處理。