Al-Si 합금의 주단조 공정적용을 위한 개량화처리에 따른 조직변화와 기계적 특성에 관한 연구 (A) study on the microstructure changes and mechanical characteristics with modification in Al-Si alloy system for application of cast-forging process원문보기
주조용 Al 합금을 주단조법에 적용하기 위하여, Sr과 TiB 그리고 AlCuP 등을 첨가하여 조직을 미세화시켜 합금의 가공성과 기계적 성질을 향상시키기 위한 실험을 상용 Al 합금을 이용하여 아공정계, 공정계 그리고 과공정계로 나누어 진행하였으며, 미세화 처리된 합금을 대상으로 단조성 평가와 단조를 실시한 후 기계적 특성을 평가하기 위한 실험을 진행하였다. 먼저, 아공정 Al-Si 합금의 조직 미세화를 위하여 첨가제로 TiB와 Sr을 사용하였으며, 각각의 첨가량에 따른 미세조직의 변화와 기계적 성질을 검토하고, 단조특성을 알아보기 위한 실험을 진행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 아공정 Al-Si 합금의 공정 Si 개량처리와 α-Al 고용체상을 미세화하기 위하여 Sr과 TiB를 첨가한 결과 Sr은 0.05wt.%, TiB는 0.1wt.%일 때 가장 우수한 개량효과와 미세화 효과를 관찰할 수 있었으며, ...
주조용 Al 합금을 주단조법에 적용하기 위하여, Sr과 TiB 그리고 AlCuP 등을 첨가하여 조직을 미세화시켜 합금의 가공성과 기계적 성질을 향상시키기 위한 실험을 상용 Al 합금을 이용하여 아공정계, 공정계 그리고 과공정계로 나누어 진행하였으며, 미세화 처리된 합금을 대상으로 단조성 평가와 단조를 실시한 후 기계적 특성을 평가하기 위한 실험을 진행하였다. 먼저, 아공정 Al-Si 합금의 조직 미세화를 위하여 첨가제로 TiB와 Sr을 사용하였으며, 각각의 첨가량에 따른 미세조직의 변화와 기계적 성질을 검토하고, 단조특성을 알아보기 위한 실험을 진행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 아공정 Al-Si 합금의 공정 Si 개량처리와 α-Al 고용체상을 미세화하기 위하여 Sr과 TiB를 첨가한 결과 Sr은 0.05wt.%, TiB는 0.1wt.%일 때 가장 우수한 개량효과와 미세화 효과를 관찰할 수 있었으며, 인장강도 값과 신율은 주방상태에 비해 크게 증가되어 조직의 미세화에 따라 기계적 성질이 향상됨을 알 수 있었다. 그리고, 합금의 개량처리 및 미세화에 따른 경도값의 차이는 거의 나타나지 않았으며, 내마모 시험결과 조직의 미세화에 따라 내마모도가 증가함을 알 수 있었고, 미세화 처리된 시편에 대해 열간가공재현시험을 행한 결과 재료의 단위면적당(㎟) 약 60N의 하중이 필요함을 알 수 있었으며, 열간단조 후의 인장강도 값과 신율은 증가되어 기계적 성질이 향상되었는 것으로 나타났으며, 이는 미세한 주조결함이 압축가공으로 인하여 압착되어진 결과라 사료된다. 두 번째로, 공정 Al-Si 합금의 경우는 조직 미세화를 위하여 첨가제로 TiB와 Sr을 사용하였으며, 각각의 첨가량에 따른 미세조직의 변화와 기계적 성질을 검토하고, 단조특성을 알아보기 위한 실험을 진행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 공정 Si의 개량화제로 Sr을 첨가한 결과 0.075wt.%일 때가 우수한 개량화 효과를 나타내었으며, 그 이상 첨가시 개량화 효과는 없는 것으로 나타났다. Sr의 첨가량을 0.075wt.%로 고정하고 TiB를 첨가한 결과, 0.1wt.%일 때가 가장 우수한 미세화효과를 나타내었으며, 0.2wt% 이상 첨가시 오히려 초정 Al이 조대해지는 현상을 나타내었다 개량화 및 미세화 처리한 시편에 대한 인장시험 결과 Sr 0.075wt.%, TiB 0.1wt.% 첨가시 인장강도 값과 신율은 가장 우수하게 나타났고, 합금의 개량처리 및 미세화에 따른 경도값의 차이는 거의 나타나지 않았으며, 내마모 시험결과 조직의 미세화에 따라 내마모도가 증가함을 알 수 있었다. 열간가공재현시험을 한 결과 압축가공온도는 450℃가 가장 적절하다고 판단하였으며, 재료의 단위면적당 약 70N의 변형저항이 작용함을 알 수 있었으며, 열간단조를 실시한 경우의 인장강도 값과 신율은 향상되는 것으로 나타나 단조가공에 의해 기계적 성질이 향상됨을 알 수 있었다. 마지막으로 과공정 Al-Si 합금의 조직 미세화를 위하여 Sr과 AlCuP를 사용하였으며, 각각의 첨가량에 따른 미세조직의 변화와 기계적 성질을 검토하고, 단조특성을 알아보기 위한 실험을 진행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 과공정 Al-Si합금의 조직을 미세화 하기 위하여 Sr과 AlCuP를 첨가한 결과 Sr 0.1wt.%, AlCuP 0.1wt.%를 첨가하였을 때 가장 우수한 조직의 미세화를 얻을 수 있었으며, 인장시험 결과 Sr 0.1wt.%, AlCuP 0.1wt.% 첨가시 인장강도 값이 무첨가의 경우에 비해 우수하게 향상됨을 알 수 있었으며, 합금의 개량처리 및 미세화에 따른 경도값의 차이는 거의 나타나지 않았고, 내마모 시험결과 조직의 미세화에 따라 내마모도가 증가함을 알 수 있었다. 열간가공재현시험을 한 결과 압축가공온도는 450℃가 가장 적절하다고 판단하였으며, 재료의 단위면적당 약 70N의 변형저항이 작용함을 알 수 있었고, 열간단조를 실시한 경우의 인장강도 값과 신율이 증가하는 것으로 나타나 단조가공에 의해 기계적 성질이 향상됨을 알 수 있었다.
주조용 Al 합금을 주단조법에 적용하기 위하여, Sr과 TiB 그리고 AlCuP 등을 첨가하여 조직을 미세화시켜 합금의 가공성과 기계적 성질을 향상시키기 위한 실험을 상용 Al 합금을 이용하여 아공정계, 공정계 그리고 과공정계로 나누어 진행하였으며, 미세화 처리된 합금을 대상으로 단조성 평가와 단조를 실시한 후 기계적 특성을 평가하기 위한 실험을 진행하였다. 먼저, 아공정 Al-Si 합금의 조직 미세화를 위하여 첨가제로 TiB와 Sr을 사용하였으며, 각각의 첨가량에 따른 미세조직의 변화와 기계적 성질을 검토하고, 단조특성을 알아보기 위한 실험을 진행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 아공정 Al-Si 합금의 공정 Si 개량처리와 α-Al 고용체상을 미세화하기 위하여 Sr과 TiB를 첨가한 결과 Sr은 0.05wt.%, TiB는 0.1wt.%일 때 가장 우수한 개량효과와 미세화 효과를 관찰할 수 있었으며, 인장강도 값과 신율은 주방상태에 비해 크게 증가되어 조직의 미세화에 따라 기계적 성질이 향상됨을 알 수 있었다. 그리고, 합금의 개량처리 및 미세화에 따른 경도값의 차이는 거의 나타나지 않았으며, 내마모 시험결과 조직의 미세화에 따라 내마모도가 증가함을 알 수 있었고, 미세화 처리된 시편에 대해 열간가공재현시험을 행한 결과 재료의 단위면적당(㎟) 약 60N의 하중이 필요함을 알 수 있었으며, 열간단조 후의 인장강도 값과 신율은 증가되어 기계적 성질이 향상되었는 것으로 나타났으며, 이는 미세한 주조결함이 압축가공으로 인하여 압착되어진 결과라 사료된다. 두 번째로, 공정 Al-Si 합금의 경우는 조직 미세화를 위하여 첨가제로 TiB와 Sr을 사용하였으며, 각각의 첨가량에 따른 미세조직의 변화와 기계적 성질을 검토하고, 단조특성을 알아보기 위한 실험을 진행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 공정 Si의 개량화제로 Sr을 첨가한 결과 0.075wt.%일 때가 우수한 개량화 효과를 나타내었으며, 그 이상 첨가시 개량화 효과는 없는 것으로 나타났다. Sr의 첨가량을 0.075wt.%로 고정하고 TiB를 첨가한 결과, 0.1wt.%일 때가 가장 우수한 미세화효과를 나타내었으며, 0.2wt% 이상 첨가시 오히려 초정 Al이 조대해지는 현상을 나타내었다 개량화 및 미세화 처리한 시편에 대한 인장시험 결과 Sr 0.075wt.%, TiB 0.1wt.% 첨가시 인장강도 값과 신율은 가장 우수하게 나타났고, 합금의 개량처리 및 미세화에 따른 경도값의 차이는 거의 나타나지 않았으며, 내마모 시험결과 조직의 미세화에 따라 내마모도가 증가함을 알 수 있었다. 열간가공재현시험을 한 결과 압축가공온도는 450℃가 가장 적절하다고 판단하였으며, 재료의 단위면적당 약 70N의 변형저항이 작용함을 알 수 있었으며, 열간단조를 실시한 경우의 인장강도 값과 신율은 향상되는 것으로 나타나 단조가공에 의해 기계적 성질이 향상됨을 알 수 있었다. 마지막으로 과공정 Al-Si 합금의 조직 미세화를 위하여 Sr과 AlCuP를 사용하였으며, 각각의 첨가량에 따른 미세조직의 변화와 기계적 성질을 검토하고, 단조특성을 알아보기 위한 실험을 진행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 과공정 Al-Si합금의 조직을 미세화 하기 위하여 Sr과 AlCuP를 첨가한 결과 Sr 0.1wt.%, AlCuP 0.1wt.%를 첨가하였을 때 가장 우수한 조직의 미세화를 얻을 수 있었으며, 인장시험 결과 Sr 0.1wt.%, AlCuP 0.1wt.% 첨가시 인장강도 값이 무첨가의 경우에 비해 우수하게 향상됨을 알 수 있었으며, 합금의 개량처리 및 미세화에 따른 경도값의 차이는 거의 나타나지 않았고, 내마모 시험결과 조직의 미세화에 따라 내마모도가 증가함을 알 수 있었다. 열간가공재현시험을 한 결과 압축가공온도는 450℃가 가장 적절하다고 판단하였으며, 재료의 단위면적당 약 70N의 변형저항이 작용함을 알 수 있었고, 열간단조를 실시한 경우의 인장강도 값과 신율이 증가하는 것으로 나타나 단조가공에 의해 기계적 성질이 향상됨을 알 수 있었다.
For application of cast-forging process with Al-Si alloys, we made hypoeutectic, eutectic, hypereutectic alloys and proceeded by adding to Sr, TiB and AlCuP for grain refinement treatment. We experimented on the mechanical properties according to microstructure changes, forging ability test and also...
For application of cast-forging process with Al-Si alloys, we made hypoeutectic, eutectic, hypereutectic alloys and proceeded by adding to Sr, TiB and AlCuP for grain refinement treatment. We experimented on the mechanical properties according to microstructure changes, forging ability test and also did it after forging. The first time, we used TiB and Sr for grain refinement and modification in hypo-eutectic Al-Si alloys. We carried out the result ; it after experiment by microstructure changes, mechanical properties and forging character test. For refining eutectic Si modification and α-Al solid-solution phase, we added to Sr, TiB. We obtained 0.05wt.%Sr, 0.1wt.%TiB which were the finest microstructure. In this case, tensile strength and elongation much more increased than as casting. The difference of hardness hardly appeared and wear resistance increased by grain refinement. In grain refinement treatment specimens, high temperature deformation simulation test was done, and then we observed about 60N per unit area(mm²). After hot forging, tensile strength and elongation were increased. It was estimated because casting defect was removed by compressive working. The second time, we used TiB and Sr for grain refinement and modification in eutectic Al-Si alloys. The mechanical properties with microstructure changes and forging character in eutectic Al-Si alloy was investigated. The results of this study as follows. For refining eutectic Si modification and α-Al solid-solution phase, we added to Sr, TiB. We obtained 0.075wt.%Sr, 0.1wt.%TiB which were the most refinement. Tensile strength and elongation were 33kgf/mm²-8%, that were increased than as casting(non modified). The difference of hardness hardly appeared and wear resistance increased by grain refinement. In grain refinement treatment specimens, high temperature deformation simulation test was done, and then we observed about 70N per unit area(mm²). After hot forging, tensile strength and elongation were increased. Finally, we experimented on AlCuP and Sr for primary Si refinement and eutectic Si modification in hypereutectic Al-Si alloys. We obtained the fine microstructure at 0.1wt.% AlCuP and 0.1wt.%Sr in this experiment, and also mechanical properties much more increased than non modified. By the way, variations of hardness hardly appeared and wear resistance increased by grain refinement. After, with the finest microstructure, we did the high Temp. deformation simulation test was done, and then we observed about 70N per unit area(mm²). We evaluted mechanical properties with forging and then tensile strength and elongation were increased.
For application of cast-forging process with Al-Si alloys, we made hypoeutectic, eutectic, hypereutectic alloys and proceeded by adding to Sr, TiB and AlCuP for grain refinement treatment. We experimented on the mechanical properties according to microstructure changes, forging ability test and also did it after forging. The first time, we used TiB and Sr for grain refinement and modification in hypo-eutectic Al-Si alloys. We carried out the result ; it after experiment by microstructure changes, mechanical properties and forging character test. For refining eutectic Si modification and α-Al solid-solution phase, we added to Sr, TiB. We obtained 0.05wt.%Sr, 0.1wt.%TiB which were the finest microstructure. In this case, tensile strength and elongation much more increased than as casting. The difference of hardness hardly appeared and wear resistance increased by grain refinement. In grain refinement treatment specimens, high temperature deformation simulation test was done, and then we observed about 60N per unit area(mm²). After hot forging, tensile strength and elongation were increased. It was estimated because casting defect was removed by compressive working. The second time, we used TiB and Sr for grain refinement and modification in eutectic Al-Si alloys. The mechanical properties with microstructure changes and forging character in eutectic Al-Si alloy was investigated. The results of this study as follows. For refining eutectic Si modification and α-Al solid-solution phase, we added to Sr, TiB. We obtained 0.075wt.%Sr, 0.1wt.%TiB which were the most refinement. Tensile strength and elongation were 33kgf/mm²-8%, that were increased than as casting(non modified). The difference of hardness hardly appeared and wear resistance increased by grain refinement. In grain refinement treatment specimens, high temperature deformation simulation test was done, and then we observed about 70N per unit area(mm²). After hot forging, tensile strength and elongation were increased. Finally, we experimented on AlCuP and Sr for primary Si refinement and eutectic Si modification in hypereutectic Al-Si alloys. We obtained the fine microstructure at 0.1wt.% AlCuP and 0.1wt.%Sr in this experiment, and also mechanical properties much more increased than non modified. By the way, variations of hardness hardly appeared and wear resistance increased by grain refinement. After, with the finest microstructure, we did the high Temp. deformation simulation test was done, and then we observed about 70N per unit area(mm²). We evaluted mechanical properties with forging and then tensile strength and elongation were increased.
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