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재활용 AC4A 알루미늄 합금의 인장특성에 미치는 (Ti-B), Sr 첨가제의 영향
Effect of Sr and (Ti-B) Additives on Tensile Properties of AC4A Recycled Aluminum Casting Alloys 원문보기

한국주조공학회지 = Journal of Korea Foundry Society, v.38 no.5, 2018년, pp.87 - 94  

오승환 (부경대학교 대학원 금속공학과) ,  김헌주 (부경대학교 공과대학 금속공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The effects of Sr and (Ti-B) additives on the tensile properties of AC4A recycled (35% scrap content) aluminum alloys were investigated. An acicular morphology of the eutectic Si phase of as-cast specimens was converted to a fibrous morphology upon the addition of Sr. Moreover, morphology of the Sr ...

주제어

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 선행연구를 통해 실용 가능성이 큰 스크랩35% 함유된 AC4A 합금의 인장특성 향상을 위한 방안으로 공정Si 개량화제인 Al-10%Sr과 α-고용체 결정립 미세화제인 Al- 5%Ti -1%B을 사용하여 재활용 AC4A 합금재료의 인장특성을 평가하였다. 또한 첨가제 첨가 후 주조상태와 T6열처리 상태의 인장특성도 비교 평가하여 알루미늄 주조 산업계에 실용적인 자료제공을 연구목적으로 하였다.
  • 본 연구에서는 선행연구를 통해 실용 가능성이 큰 스크랩35% 함유된 AC4A 합금의 인장특성 향상을 위한 방안으로 공정Si 개량화제인 Al-10%Sr과 α-고용체 결정립 미세화제인 Al- 5%Ti -1%B을 사용하여 재활용 AC4A 합금재료의 인장특성을 평가하였다.
  • 본 연구의 저자는 알루미늄 스크랩 재활용에 의한 자원절약, 환경보호 및 경제적 효과를 도모하고자, 현재 우수한 유동성과 열처리에 의한 강화효과를 위해 선택되는 AC4A 리사이클링 재료의 기계적 특성 평가를 지속해오고 있다[14].
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
결정립 미세화 처리법이란? 고액공존 영역에서 고상분율의 증가와 더불어 덴드라이트에서 분리된 가지가 핵으로서 작용하여 다른 덴드라이트 결정이 성장한다[7]. 결정립 미세화 처리법은 TiB2/TiAl3과 같은 불균질 핵생성을 유발하는 첨가입자를 통해 α고용체 결정을 미세하게 만들어주는 용탕처리법이다. 또한 결정립 미세화 처리는 주물 내부의 수축 기공의 크기를 작게 만들고 고르게 분포시켜 인장특성을 향상시킨다[8-10].
Si는 TPRE (Twining Plane Re-entrant Edge) 성장으로 침상모양으로 존재할 때 재료에 미치는 영향은? Si은 TPRE (Twining Plane Re-entrant Edge) 성장으로 인해 침상의 모양으로 존재한다. 침상의 Si은 기계적 특성에 악영향을 미치며, 재료에 취성을 부여한다[11]. 공정개량(eutectic  modification) 처리는 인장 특성에 악영향을 미치는 침상의 공정Si 형상을 섬유상으로 개량시켜 응력집중을 완화시키며, 공정Si 크기를 감소시켜 인장특성을 향상시킨다[12,13].
결정립 미세화 처리가 인장특성을 향상시키는 이유는? 결정립 미세화 처리법은 TiB2/TiAl3과 같은 불균질 핵생성을 유발하는 첨가입자를 통해 α고용체 결정을 미세하게 만들어주는 용탕처리법이다. 또한 결정립 미세화 처리는 주물 내부의 수축 기공의 크기를 작게 만들고 고르게 분포시켜 인장특성을 향상시킨다[8-10].Si은 TPRE (Twining Plane Re-entrant Edge) 성장으로 인해 침상의 모양으로 존재한다.
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참고문헌 (21)

  1. Wolf S, Hoberg H, 3rd ASM International Conference Recylcling Metals, ASM International, Brussels (1997) 257-267. 

  2. Kim HJ, J. Korea Foundry Society, "Effect of Fe, Mn content on the tensile property of Al-4wt%Mg-0.9%Si alloy system for high pressure die casting", 33 (2013) 103-112. 

  3. Riestra M, Ghassemali E, Bogdanoff T and Seifeddine S, Materials Science and Engineering A, "Interactive effects of grain refinement, eutectic modification and solidification rate on tensile properties of Al-10Si alloy", 703 (2017) 270-279. 

  4. Gruzleski JE and Closset BM, The Treatment of Liquid Aluminum-Silicon Alloys, The American Foundry's Society, Inc., USA (1999) 75-141. 

  5. Santner JS, Metallurgical Transactions A, "A Study of Fracture in High Purity 7075 Aluminum Alloys", 9 (1978) 769-779. 

  6. Basava kumar KG, Mukunda PG and Chakraborty M, International Journal of Impact Engineering, "Impact toughness in Al-12Si and Al-12Si-3Cu cast alloys-Part 1: Effect of process variables and microstructure", 35 (2008) 199-205. 

  7. Flemings MC, Materials Transactions, "Coarsening solidification processing", 46 (2005) 895-900. 

  8. Wang J, Horsfield A, Schwingenchlogl U and Lee PD, Physical Review B, "Heterogeneous nucleation of solid Al from the melt by TiB2 and Al3Ti: An ab initio molecular dynamics study", 82 (2010) 184203 1-10. 

  9. Easton M and StJohn D, Metallurgical and Materials Transactions A, "Grain refinement of aluminum alloys Part 1. the nucleant and solute paradigms-a review of the literature", 30 (1999) 1613-1623. 

  10. Sigworth GK and Kuhn TA, International Journal of Metalcasting "Grain refinement of aluminum casting alloys", 1 (2007) 31-40. 

  11. Backerud L, Chai G and Tamminen J, Solidification Charateristics of Aluminum Alloys Volume 2: Foundry Alloys, American Foundry Society Inc., USA (1990) 25-27. 

  12. Lu SZ, Hellawell A, Metallurgical Transactions A, "The mechanism of silicon modification in Al-Si alloy : impurity induced twining", 18A (1987) 1721-1733. 

  13. Stunova BB, Modern Machinery Science Journal, "Study of AlSi10Mg alloy structure after modification by various Sr agents", 18 (2012) 318-321. 

  14. Kim HJ, J. Korea Foundry Society, "Effect of scrap content on the impact property and fatigue property of AC4A alloy", 36 (2016) 187-194. 

  15. Gruzleski JE. and Closset BM, The Treatment of Liquid Aluminum-Silicon Alloys, The American Foundry's Society, Inc., USA (1990) 39-41. 

  16. Kim HJ, J. Korea Foundry Society, "Effect of Sc, Sr elements on eutectic Mg2Si modification and castability ofAl-4wt%Mg-0.9wt%Si-0.3wt%Mn-0.15wt%Fe casting alloy", 35 (2015) 147-154. 

  17. Timpel M, Wanderka N, Vinod Kumar GS and Banhart J, Ultramicroscopy, "Microstructural investigation of Srmodified Al-15 wt%Si alloys in the range from micrometer to atomic scale", 111 (2011) 695-700. 

  18. Jung CY, Materials Transactions, "High temperature mechanical properties of Al-Si-Mg-(Cu) alloys for automotive cylinder heads", 54 (2013) 588-594. 

  19. Kim HJ, J. the Korea Foundry Society, "Effect of Fe, Mn content on the tensile property of Al-4 wt%Mg-0.9 wt%Si alloy system for high pressure die casting", 33 (2013) 103- 112. 

  20. Oh SH and Kim HJ, J. Korea Foundry Society, "Effect of minor additives on casting properites of AC4A aluminum casting alloys", 37 (2017) 148-156. 

  21. Dong X, Zhang Y and JI S, Materials Science and Engineering A, "Enhancement of mechanical properties in high silicon gravity cast AlSi9Mg alloy refined by Al3Ti3B master alloy", 700 (2017) 291-300. 

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