1. 서론
최근 에너지 절약 및 환경문제에 대한 관심이 고조되면서 특히, 각종 수송기기의 경량화를 위한 많은 연구들이 진행되고 있다. 3원계(Al-Mg-Si) 알루미늄 합금은 철의 1/3 수준의 중량과 비강도가 높은 장점 때문에 최근 항공산업과 자동차산업 등에 사용되고 있다. 그 이유는 수송기기의 대표적인 자동차의 경우에는 강판을 알루미늄 합금으로 대체하게 되면 최대 50%이상의 중량경감을 나타낼 수 있다. 이러한 중량경감은 연비 향상을 통한 엔진효율의 증가, 바로 에너지소비를 경감시키는데 기인하게 된다. 또한 연료 효율성이 증가되어 온실 가스나 다른 가스들의 배출량이 10~20%이상 감소하게 되어 친환경적으로 이용가능하게 해준다. 하지만 아직까지는 비용의 문제를 가지고 있다. 조금 더 비용의 문제를 보안한다면 미래의 환경과 에너지절약에 지대한 영향을 미칠 수 있다.
이러한 합금들의 생산하기 위해서 현재 산업공정은 다양한 가공법과 열처리를 포함하게 된다. 이러한 것을 “내부 상태 변수”라고 부르게 된다.[1] 이처럼 미세적인 요소에는 그레인의 구조, 전위의 밀도, 고용체 및 제 2상의 원소가 알루미늄 합금내의 주요 강화 메커니즘을 지배하며, 다시 말하면 가공경화, 고용체경화, 석출경화들이 메커니즘을 지배하게 되는 것이다.[2, 3] 한 개의 미세적인 요소가 주를 이룬다면 경화는 간단한 모델로 설명이 될 수 있다. 하지만 2개 이상의 요소로 이루어진다면 경화의 과정은 복잡해진다.[3] 알루미늄이 갖고 있던 약한 강도를 합금을 만들어 보완하게 되는데 그 이유는 전위의 이동과 관련이 있다. 앞에서 말한 미세적인 요소들 때문에 전위의 이동이 방해를 받게 된다. 그레인 구조와 크기, 고용체 원소, 제2상의 크기가 내부에너지가 높은 새로운 상을 만들기 때문에 본래 내부에너지가 높은 전위는 이들과 반응을 하여 내부에너지를 낮추는 방향으로 작용하게 된다.[4] 이것이 전위의 이동을 억제시켜 알루미늄 합금의 경화가 이루어지는 것이다.
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Al 합금에 대한 이해
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al6061의 인공시효처리
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