[신소재공학][금속재료실험]금속의 강화기구

소개글

금속의 강화기구에 대한 설명

목차

1.고용체 강화 (Solid Solution Strengthening)
2. 분산강화 (Dislocation Strengthening)
3. 결정립 미세화 강화 (Grain size Strengthening)
4.가공경화 (Work Hardening)
5.석출강화

본문내용

1.고용체 강화 (Solid Solution Strengthening)
일반적으로 용매 원자의 격자에 용질 원자가 고용되면 순금속보다 강한 합금이 된다. 이는 고용체를 형성하면 그것이 치환형 고용체이건 침입형 고용체이건 간에 격자의 뒤틀림 현상이 생기고, 따라서 용질 원자의 근처에 응력장(應力場, stress field)이 형성된다. 이 용질 원자에 의한 응력장이 가동 전위의 응력장과 상호 작용을 하여 전위의 이동을 방해하여 재료를 강화시키게 되는 것이다. 이러한 형태의 강화를 고용체 강화(固溶體强化, solid solution strengthening)라고 한다.
예를 들면 Cu-Ni계 합금에서 치환형 원자인 Ni을 용매 격자인 Cu속에 첨가하면 순동(純銅)보다 높은 강도를 나타낸다. 또한 Cu에 Zn을 40%이하로 첨가해도 역시 순동에 비교하여 높은 강도를 나타낸다.
고용체 강화의 효과는 2가지 인자에 의해서 결정된다. 첫째로, 용매 원자와 용질 원자 사이의 원자 크기 차이가 클수록 강화 효과는 커진다. 즉, 용매 원자와 용질 원자 사이의 원자 크기 차이가 날수록 용매 격자의 변형이 심해지므로 슬립이 일어나기가 어려워진다. 둘째로, 첨가되는 합금 원소량이 많을수록 강화 효과는 커진다.
한편 재료의 여러 가지 성질에 미치는 고용체 강화의 영향을 종합해 보면 다음과 같다.
가. 고용체를 이루는 합금의 항복 강도, 인장 강도 및 경도는 순금속보다 크다. 그러나 고용체 강화만에 의한 강화 효과는 그다지 큰 편은 아니다.
나. 합금의 연성은 순금속보다 낮다. 그러나 Cu-Zn계 합금에서는 고용체 강화에 의하여 강도와 연성이 같이 증가된다.
다. 합금의 전기 전도도는 순금속에 비해서 현저하게 떨어진다. 따라서 송전선에 사용되 는 Cu나 Al 선재는 이 방법으로 강화시켜서는 안 된다.
라. 고온(<0.75Tm)에서의 크립 저항성이 순금속보다도 고용체 강화된 합금이 우수하다.

참고 자료

없음