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합금원소 첨가 및 열처리 공정 제어를 통한 Al-7Si-0.35Mg 주조재 합금의 기계적 특성 향상
Improvement of the Mechanical Properties of Al-7Si-0.35Mg Cast Alloys by the Optimised Combination of Alloying Elements and Heat Treatment 원문보기

한국주조공학회지 = Journal of Korea Foundry Society, v.36 no.1, 2016년, pp.1 - 9  

조영희 (한국기계연구원 부설 재료연구소, 실용화연구단) ,  이정무 (한국기계연구원 부설 재료연구소, 실용화연구단) ,  진진우 (한국기계연구원 부설 재료연구소, 실용화연구단) ,  정재길 (한국기계연구원 부설 재료연구소, 실용화연구단)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Improvement of the mechanical properties of a commercial aluminium casting alloy, A356, was achieved through an optimised combination of alloying elements, modification, and heat treatment. 0.7 wt.% Cu and an additional 0.2 wt.% Mg were added to an Al-7Si-0.35Mg alloy for strengthening at both room ...

주제어

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문제 정의

  • 본 연구에서는 A356합금의 조성을 기본으로 하면서 상온 인장강도 및 약 150oC 이상의 고온강도를 향상시키기 위하여 미량의 Mg, Cu를 첨가하되, 주조성을 저하시키지 않도록 그 첨가량을 각각 0.5 wt.% 및 0.
  • 본 연구에서는 Al-7Si-0.7Cu-0.5Mg 합금의 상온 및 고온강도를 향상시키기 위하여 미량 첨가시킨 Cu, Mg 합금원소의 알루미늄 기지로의 고용을 극대화시키고자 하였다. 특히, 용질원자의 확산 및 고용에 영향을 주는 열처리 공정 변수인 용체화 처리(solid solution treatment, SST) 조건을 제어함으로써 최적의 공정을 도출하고자 하였다.
  • 본 연구에서는 상용합금, A356합금의 조성을 기본으로 하면서, 상온 및 고온 강도를 향상시키기 위하여 대표적인 시효 석출형 합금원소인 Cu와 Mg를 그 함량이 각각 0.7 wt.%, 0.
  • 최적 용체화 처리 조건 선정과 더불어 본 연구에서는 Al-7Si-0.7Cu-0.5Mg 합금의 강도 및 연성을 고려한 최적의 시효처리 조건을 도출하고자 하였다. 시효 처리는 대개 T6 열처리에서 용체화 처리 단계 이후에 이루어지는 열처리 공정으로서, 용체화 처리에 의해 재고용된 Mg 및 Cu를 150-200℃ 내외의 온도 범위에서 기지와 정합관계를 갖는 미세한 준 안정상을 석출시키는 단계이다[4,6-8].
  • 5Mg 합금의 상온 및 고온강도를 향상시키기 위하여 미량 첨가시킨 Cu, Mg 합금원소의 알루미늄 기지로의 고용을 극대화시키고자 하였다. 특히, 용질원자의 확산 및 고용에 영향을 주는 열처리 공정 변수인 용체화 처리(solid solution treatment, SST) 조건을 제어함으로써 최적의 공정을 도출하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
A356합금의 장점은? 따라서 저비중 고강도를 만족시킬 수 있는 경제적인 소재의 개발이 필수적이며 특히, 알루미늄 합금의 개량화 및 열처리를 통한 실린더 블록용 합금 개발이 요구되고 있다. A356합금은 대표적인 알루미늄주조재 상용합금으로서, 우수한 주조성와 더불어 중간정도의 강도를 가지면서 연성이 우수하여 주조용 자동차/항공 부품재 등으로 널리 활용되고 있다.
고온에서 A356합금의 강도가 저하되는 것을 막는 방법은? Mg와 더불어 Cu는 알루미늄 합금의 대표적인 시효경화형 합금원소로서, A356합금에 미량 첨가시 주 시효 강화상인 θ(Al2Cu), S(Al2CuMg) 혹은 Q(Al5Cu2Mg8Si5)상을 미세하게 석출시킴으로써 알루미늄 기지를 강화시키는 것으로 보고되고 있다[4,6-9]. 특히, Cu계 석출상은 β(Mg2Si)상 보다 열적 안정성이 우수하여 알루미늄 주조재의 합금설계에 있어 고온강도 향상을 위한 목적으로 첨가되고 있다[10,11].
자동차용 실린더 블록 합금으로 사용하기 위해 필요한 조건은? 자동차용 실린더 블록 합금은 우수한 상온 인장강도 및 피로강도를 만족시키는 동시에, 고온 환경에 노출되어 있는 만큼 높은 고온강도 및 열전도도를 확보 할 수 있어야 한다. 최근 이슈가 되고 있는 내연기관 자동차의 연비 향상은 경량화에 직접적인 영향을 받고 있다.
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참고문헌 (29)

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