석출경화

소개

Al - 4%Cu 합금을 항온 시효 시킬 때 시효 시간에 따른 합금의 경도변화

목차

I. 목 적

II. 이 론

III. 실험 장치

IV. 실험 방법

V. 실험 결과 및 고찰
(1) 실험결과 데이터
(2) 경도 대 시효시간곡선

VI. 고찰
(1) 시효시간에 따른 경도변화
(2) 시효온도에 따라 최고경도변화와 석출속도는 어떻게 변할 것인가?
(3) Cu의 조성을 변화 시키면 시효시간에 따른 경도변화는 어떻게 변할 것인가?
(4) 10분후의 경도값이 감소한 이유는 무엇인가?

VII. 결론

<참고 문헌>

본문내용

I. 목 적
Al - 4%Cu 합금을 항온 시효 시킬 때 시효 시간에 따른 합금의 경도변화를 추적함으로써 석출경화 현상을 공부한다.

II. 이 론
실용 금속재료의 강도를 높이기 위해 이용되는 가장 중요한 현상의 하나는 석출경화­(또는, 시효경화, Age Hardening)이다. 두랄루민, 베릴리움동, Inconel 등은 석출경화현상을 최대한 이용한 대표적인 재료이다. 금속재료는 전위의 이동을 저지함으로써 강화될 수 있다.
순금속에서는 점결함(공공과 침입형 원자), 선결함(전위), 면결함(적층결함과 입계)들의 존재가 강도를 높일 수 있다.
단상합금에서는 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. 때문에, 미세하게 분산된 석출물은 금속재료를 매우 효과적으로 강화시키게 된다. 이러한 현상이 석출경화이다.
석출은 온도가 감소함에 따라 고용도가 감소하는 합금계에서 일어난다. 그림 1은 석출경화가 일어나는 평형 상태도를 나타낸 것이다.

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.
현미경조직 변화는 용질의 석출에 의해서 생긴다. 낮은 시효온도에서 이루어지는 초기 석출은 용질원자의 편석, 또는 Clustering을 형성한다. 이러한 집합체가 어떤 임계크기보다는 크면 시효에 의해서 더욱 더 성장한다. 이러한 집합체는 X-선 회절 효과로 보면 어떤 용질 원자의 집합체(Zone)를 나타냄을 알 수 있다. 이 집합체의 대표적인 것은 Guinier와 Preston에 의해 발견 되었는 바 이를 G P Zone이라 부르고 합금의 종류에 따라 서로 다른 구조 형태를 가질 수 있다

참고자료

· 1. 금속 강도학 (G.E.Dietet) 3-9장
· 2. 금속 강도학 (이동녕) 4장
· 3. 전위론개론 (D.HULL, D.J.BACON) 10-2장
· 4. 금속 상변태 2장
· 5. 신금속 재료학 7장, 16장