5083、6061和7075鋁合金在直接冷鑄條件下容易出現熱裂，這些鋁合金在凝固過程中形成的缺陷對Si、Fe、Cu和Ti等合金元素的變化非常敏感。本研究透過結合鋼模約束棒材鑄造、計算相圖和多尺度顯微結構分析技術，探討了5083、6061和7075鋁合金中介金屬化合物的形態、含量和尺寸對熱裂行為的影響。5083合金中的魚骨狀α-Al15(Fe,Mn)3Si2可作為裂紋的起始點和生長路徑，增加Si含量會使Mg2Si呈現魚骨狀形態，進而增加熱裂敏感性。板狀β-Al5FeSi的含量是控制6061合金熱裂敏感性的主要因素。對於7075合金，增加Cu含量可以顯著增加剩餘液體分率、進料和降低熱裂敏感性。對於這三種合金，TiB2晶粒細化劑可以最小化熱裂敏感性。本研究闡明了Fe、Si、Cu和TiB2含量變化對熱裂敏感性的影響，有助於在需要提高回收率時建立5083、6061和7075鋁合金系列的成分控制標準。（材料系蘇德徵教授提供）
圖一：(a)結合鋼模約束棒材鑄造設計和顯微結構分析技術研究Fe、Si、Cu和TiB2晶粒細化劑用量對5083、6061和7075鋁錠熱裂敏感性的影響，(b)不同成分的5083、6061和7075合金的HTS值。從左到右，圖表中的長條代表基礎材料和含有Ti (T)、Si (S)、Si-Ti (ST)、Fe (F)、Fe-Ti (FT)、Cu (C)的合金和Cu-Ti (CT)增量，(c)5083、6061、7075合金中IMC的類型和數量的預測。使用Pandat軟體（2021年版）和Scheil凝固模型進行預測。
圖二：5083合金的BSE影像：(a) 5b、(b) 5S、(c) 5F、(d) 5C、(e) 5b（500倍放大倍率）和(f) 5F（250倍放大倍率）。影響進料能力的主要相為白色魚骨狀或白色圓形α-Al15(Fe,Mn)3Si2（白色箭頭）、黑色Mg2Si（實心黑色箭頭）或Al3Mg2（黑色虛線箭頭）和灰色不規則T-Mg32(Al,Zn)49（紅色箭頭）。
圖三：6061合金的BSE影像：(a) 6b、(b) 6T、(c) 6S、(d) 6ST、(e) 6F和(f) 6F，放大倍率為500倍。影響進料能力的主要物相為白色魚刺狀或白色圓形α-Al15(Fe,Mn)3Si2、白色板狀或針狀β-Al5FeSi、黑色Mg2Si、灰色或白色圓形Q-Al15Cu2Mg8Si6，以綠色箭頭標示）。
圖四：7075合金的BSE影像：(a)7F、(b)7S、(e)7T和(f)7T的斷裂表面，放大倍率為(a,b)1000×、(e)2500×和(f)5000×；使用(c)7b和(d)7C的Weka機器學習分割在250倍放大倍率下處理的影像。影響進料能力的主要相是Mg(Zn,Cu,Al)2（白色實線箭頭表示魚骨狀共晶組織，虛線表示球形）、黑色Mg2Si（黑色箭頭）、灰色Al23CuFe4（紫色箭頭）和TiB2叢（紅色圓圈）。