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알루미늄 주조 실험

저작시기 2006.06 |등록일 2006.12.23 한글파일한글 (hwp) | 4페이지 | 가격 600원

소개글

Al-Si 주조 실험

목차

없음

본문내용

알루미늄은 표면에 얇고 미려한 산화피막(Al2O3)을 형성하기 때문에 유동성을 저하시켜서 주조성을 좋지 못하게 한다. 따라서 Si를 첨가하여 주조성을 높인다. 또한 Si는 12%정도 까지 첨가하여도 용해도가 적기 때문에 시효에 따른 경도의 증가를 기대하기가 어렵다. 따라서 실험에는 Al-17% Si 시편을 사용한 것으로 보인다.(실험전 프린트 물 참조.)
본론으로 들어가서 실험 전 주형에 알루미늄을 주입 할 때부터 사형과 금형은 응고 속도가 금형이 빨라서 금형이 사형에 비해 조직이 조금이나마 더 미세하고 따라서 경도도 높을 것으로 예상 되었다. (∵ 사형과 금형의 비열 차에 의해, 비열이 작으면 과냉도가 커지고 핵이 동시다발적으로 발생하기 때문에 결정이 미세해 진다. 그림1 참조.)
그림 2.의 그래프에서 보듯이 금형이 사형에 비해 경도가 높다는 것을 눈으로 확인 할 수 있다. 또 조직 사진을 비교 했을 때 사형보다는 금형에서 나타나는 결정이 사형의 그것보다는 전체적으로 크기가 작다. 결정의 크기가 작다는 것은 재료전체로 봤을 때 결정입계의 면적을 넓게 하고 전위의 이동을 방해하기 때문에 재료가 강해짐을 의미한다.
사형 열처리 無의 경우 조직 사진에서 관찰할 수 있듯이 수지상 조직이 눈에 띄는데 이는 주조시 나타나는 조직으로 금형 열처리 無의 조직에 나타난것 보다 크기가 더 크고 선명하다.
그림. 2. 경도값 비교

그림. 3. 이번 주조 실험에서 시효 처리하면 원래 상 보다 경도값이 증가하다가 과시효에 의해 다시 경도값이 감소 할 것으로 예상했는데(그림 3. 참조.) 실측결과 그림 2.의 그래프와 같이 경도값이 계속 감소하는 것을 볼 수 있었는데 이 이유

에 관해서 생각을 해 볼 필요가 있겠다. 개인적 견해로는 실제 시편이 Al-17%Si가 아니고 규소의 함유량이 12% 미만인 시편이라서 시효처리의 효과가 나타나지 않았을 것 같다. 조사결과 우리 시편의 경우 프린트 물에 나와있던 Si 17% 합금이 아니라 AC4CH와 B390이 혼합된 (AC4CH가 Si가 6%정도, B390이 17% 정도이므로 혼합하면 Si함유량이 12% 미만으로 떨어진다.) 시편이라는 것을 알 수 있었다. 따라서 앞에서 언급했듯이 충분한 양의 Si를 함유하지 못해서 시효의 효과가 나타나지 않았을 것이다.
또 T6 시효처리가 제대로 실시되지 않아서 시효 효과가 없었을 수도 있을 것 같다. T6 시효처리는 용체화 처리 후 퀜칭에 의해 재료의 강화를 도모하는 것인데 우리의 경우 약 250℃ 정도에서 시효처리 한 것이 전부이기 때문이다. 실제 Al을 T6 시효처리 할 경우 약 515℃시에서 용체화 처리한 후 퀜칭하고 적정 온도에서 시효처리 하는 것으로 알고 있다.
따라서 시효처리 역시 과정이 문제가 있어서 기대하는 경도값을 얻지 못했을 것이다.

참고 자료

www.alportal.net/kor/bunya1-d4.htm
www.metal.or.kr/college/m_basic/strength/m_strength3.html
http://blog.naver.com/chjkh/30005583498
http://blog.naver.com/chjkh/30000146961
재료과학과 공학(5th edition) William D. Callister, Jr. 사이텍미디어
금속재료 William F. Smith 한봉희 역 인터비젼
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