[금속재료,신소재공학]4%Cu-Al합금과 석출경화에 대해서

소개

금속재료중의 하나인 4%Cu-Al합금과 석출경화에 대해서 조사하고 실험한 레포트입니다.
Al - Cu 합금의 GP Zone 에 대해서도 설명이 자세히 나와있으며, Al - 4%Cu 합금을 시효시켜서 시간에 따른 경도의 변화도 잘 표현하였습니다.
그리고 석출경화에 대한 예시문제도 풀어봄으로서 이해를 하고자하였습니다.

목차

I. 실 험 목 적
II. 이 론
III. 실험 장치
IV. 실험 방법
V. 실험 결과
VI. 고찰과정
VII. 결론
<참고 문헌>

본문내용

I. 실 험 목 적
Al - 4%Cu 합금을 항온 시효 시킬 때 시효 시간에 따른 합금의 경도변화를 분석함으로써 석출경화 현상을 익히고 이해하도록 한다.

II. 이 론

실용 금속재료의 강도를 높이기 위해 이용되는 가장 중요한 현상의 하나는 석출경화­(또는, 시효경화, Age Hardening)이다. 두랄루민, 베릴리움 동, Inconel 등은 석출경화현상을 최대한 이용한 대표적인 재료이다. 금속재료는 전위의 이동을 저지함으로써 강화될 수 있다.
석출경화란, 순금속에서는 점결함(공공과 침입형 원자), 선결함(전위), 면결함(적층결함과 입계)들의 존재가 강도를 높일 수 있으며, 단상합금에서 변형저항은 용질원자와 규칙 도에 의해서 생길 수 있다. 2상합 금에서는 전위가 제 2상 입자를 자르고 지나가서나 또는 입자가 잘려지지 않아서 전위가 입자를 피해감으로써 추가적인 응력이 필요하게 된다. 이 때문에, 미세하게 분산된 석출물이 금속재료를 매우 효과적으로 강화시키게 되는 현상을 말한다.
석출은 온도가 감소함에 따라 고용도가 감소하는 합금계에서 일어난다. 그림 1은 석출경화가 일어나는 평형 상태도를 나타낸 것이다.
합금 A는 온도 T2와 T1사이에서는 균일한 고용체 α로 존재한다. 그러나 온도 T3이하로 냉각할 경우, 합금 A는 제 2상 θ로 과포화 되어 있다. 만일 이 합금을 T3이하 온도에서 오랜 시간동안 시효 시키면 θ상은 핵생성과 성장에 의해서 석출한다. 석출경화 열처리 공정은 먼저 합금을 고온(T2>T>T3)에서 용체화 처리한다. 이러한 열처리 목적은 과대결정립 성장 없이 고용체에 제 2상을 최대한 용해시키는 것이다. 다음에 이 합금을 퀜칭하고 이어서 고용체가 용질로 과포화 되는 온도에서 (T<T1) 시효 시킨다.

참고자료

· 1. 금속 강도학 (G.E.Dietet) 3-9장
· 2. 재료 상변태 5장(D.A. Porter)
· 3. 신 금속 재료학 7장, 16장
· 4. 브리태니커 백과사전 - 금속편
· 5. 두산동아 백과사전 - 화학공학편
· 6. 금속 열역학 7장
· 7. 전국 화학올림피아드 문제집
· 8. 디딤돌 화학2 자습서
· 9. 블랙박스 한수준위로 점프 화학2 문제집
· 10. 숨마쿠라우테 화학2 실전편
· 11. 금속 강도학 p89~95