[금속주조공학실험]Al-Mg-Si계 합금의 결정립 미세화

소개

Al-Mg-Si계 합금에 Zr을 첨가했을시 결정립 미세화를 알아보는 실험입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 기구 및 시약
3. 실험 방법
4. 실험 결과
5. 토의 사항

본문내용

1. 실험 목적
가. Al-Mg-Si계 합금에 Zr원소를 첨가
나. 합금의 응고과정에서 첨가량에 따른 냉각곡선을 분석하고 미세조직을 분석한다.
다. 효과적인 α-Al 결정립 미세화를 위해 Zr을 얼마나 첨가해야하는지 분석해본다.

2. 실험 이론 및 원리
가. Al-Mg-Si 합금 특징과 조직
1) 우수한 성형성과 높은 강도를 가진다.
2) 다른 알루미늄 합금에 비해 우수한 압출성, 표면처리성을 가진다.
3) 강한 가공에 견디며, 복잡한 형상의 주조를 할 때 적합하다(Si).
4) Mg과 Si를 첨가하여 강화 석출물(Mg _{2} Si)을 형성한다.
5) 우수한 기계적 성질을 가질 수 있다 (시효경화성 특성)

나. 탈가스처리
1) 알루미늄 용탕 내의 가스의 존재는 결함 형성에 기인된다.
(수소가스는 알루미늄과 수분의 반응으로 용해)
↓
탈가스 처리를 통한 불순물 및 수소 제거 필요
2) GBF(Gas Bubbling Filteration)처리(불활성 가스를 이용한 가스 정화 공정을 처리하는 방법)
수소는 용탕 내에서 원자 형태로 분해된다.
수소 분자를 형성해야 주물 밖으로 유출되는 특성이 있다.
가스기포(Ar)을 공급하여 용탕의 H ^{+}를 확산을 통해 처리를 한다.

다. 결정립(grain)
금속의 결정구조는 극히 미시적인 단위이므로 현미경을 통해서는 볼 수 없고 X-선 회절을 통해서 그 형태를 확인할 수 있을 뿐이다. 그러나 금속의 한 면을 Polishing하여 Etching시키면 조직을 관찰할 수 있다. 이 조직을 보면 무수히 많은 작은 입자들이 모여서 금속을 이루고 있다는 것을 알 수 있는데 이 개개의 입자를 결정립(Grain)이라 하고, 또한 이러한 결정립 사이의 경계를 결정립계(grain boundaries)라고 부른다.

이 결정립 형성과정의 초기단계에서는 위 그림에서 알 수 있듯이 소위 ‘결정핵’의 형성이 있게 되는데 액체의 온도가 응고점에 도달하자마자 용액의 일부에서는 이 결정핵이 형성되기 시작한다.

참고자료

· 없음