표제지
국문요약
Abstract
목차
1. 서론 13
2. 이론적배경 16
2.1. Al-Mg-(Mn)합금의 특징 16
2.2. Al-Mg-(Mn)합금의 강화기구 20
2.2.1. Mg의 고용강화 효과 20
2.2.2. 가공 경화 효과 23
2.3. Microalloying 26
1) Mg원소 첨가 28
2) Mn, Cr 및 Fe 원소 첨가 28
3) Sc원소 첨가 29
2.4. Thermomechanical processings 31
3. 실험 방법 35
3.1. 중력주조 38
3.2. Al-Mg-(Mn)합금의 기계적 강도 평가 41
3.3. Al-Mg-(Mn)합금의 미세 구조 및 성분 분석 평가 44
4. 연구결과 48
4.1. 합금원소 첨가에 따른 기계적 강도 및 미세 구조, 성분 분석 결과 48
4.1.1. 합금원소 첨가에 따른 기계적 강도 분석 결과 48
4.1.2. 합금원소 첨가에 따른 미세 구조 및 성분 분석 결과 50
4.2. 열간 압연 공정에 따른 기계적 강도 및 미세 구조 분석 결과 58
4.2.1. 열간 압연 공정에 따른 기계적 강도 분석 결과 58
4.2.2. 열간 압연 공정에 따른 미세 구조 분석 결과 61
5. 결론 67
참고문헌 68
표 1. 알루미늄 합금 분류 18
표 2. Al-Mg합금의 화학조성에 따른 기계적 성질과 용도 27
표 3. 가공경화에 따른 Al-Mg 합금의 조성별 기계적 특성 33
표 4. Al-Mg-(Mn)합금의 Sc 미량 첨가 유/무에 따른 화학적 조성 36
표 5. Al-Mg-(Mn)합금의 Sc첨가 유/무(sample A/B) 및 열간압연 유/무(sample A'/B')에 따른 인장테스트 결과 정량화 60
표 6. XRD 2θ scan에 따른 Al 상의 실험 결과와 참고 문헌 비교 65
그림 1. Al-Mg 상태도 19
그림 2. 고용 강화: (a)치환형 고용체 (b)침입형 고용체 22
그림 3. 냉간 가공도에 따른 인장성질의 변화 25
그림 4. L1₂타입의 Al-Sc 결정구조 및 Al₃Sc상 분포도 30
그림 5. 주조재 및 가공재의 열간 압연 공정 진행 시 나타나는 결정립 구조 변화 34
그림 6. 본 실험 공정 순서 모식도 37
그림 7. 본 실험의 주조 장비 및 공정:(a)고주파유도로 (b)카본도가니에 장입된 합금 재료 (c)주조를 위한 몰드 (d) 주조된 합금 잉곳 40
그림 8. 인장테스트를 위한 시편 규격:Sub-size ASTM E8 standard. 42
그림 9. 인장시험을 위한 만능재료시험기 43
그림 10. 합금 분석을 위한 Field Emission Scanning Electron Microscope(FE-SEM) 46
그림 11. TEM분석을 위한 시편 준비 과정 모식도 47
그림 12. sample A/B의 인장시험 결과:(a)응력 변형곡선에 따른 기계적 성질 (b)serration 효과 49
그림 13. 광학현미경을 통해 관찰된 합금(a)sample A (Sc-free), (b)sample B (Sc-microalloyed) 54
그림 14. XRD를 통한 상분석 (a)2θ scan을 통한 Sc유/무에 따른 합금분석 결과 (b) 39˚-44˚의 XRD분석 결과 55
그림 15. 압연 전 합금의 BSE-EDS분석 결과 (a)sample A (Sc-free alloy) BSE 이미지, (c)sample B (Sc-microalloyed alloy) BSE 이미지, (b,d)EDS 원소 분석 결과 56
그림 16. TEM 미세구조 분석 결과 (a-c)sample A, (d-f)sample B: (a,d)BF이미지 및 전자회절패턴, (b,e)Z-contrast 이미지, (c,f)원소 분석 결과. 57
그림 17. Al-Mg-(Mn)합금의 Sc첨가 유/무(sample A/B) 및 열간압연 유/무(sample A'/B')에 따른 인장테스트 결과 59
그림 18. 압연 후 광학현미경을 통해 관찰된 합금(a)sample A' (Sc-free 및 hot-rolled), (b)sample B' (Sc-microalloyed 및 hot-rolled) 63
그림 19. XRD를 통한 상분석 (a)2θ scan을 통한 Sc유/무 및 열간 압연 유/무 따른 합금분석 결과 (b) 39˚-44˚의 XRD분석 결과 64
그림 20. 열간 압연 공정 후 전위 밀도에 대한 석출물의 영향 (a)sample A' BF이미지, (b)sample B' BF이미지 66