Al-4%Cu합금의 석출경화(시효경화) 설계

소개

많은 합금 계에서는 석출경화(precipitation hardening)를 이용하여 재료의 강도를 높인다. 시효 온도와 시간에 따라 강도를 달리 할 수 있다. 강한 경도를 얻기 위해서는 낮은 시효온도, 오랜 시효시간이 필요하다. 하지만, 공업적으로는 그 제품에 적당한 경도만을 얻으면 되므로, 재료마다 최적의 시효온도나 시효시간이 존재할 것이다. 이런 생각을 바탕으로 우리는 150Hv를 얻기 위한 최적의 시효온도와 시간을 알아보는데 목적을 두었다.

본 설계 보고서는 1조의 모든 조원들이 발로 뛰어 다니며 얻어낸 결과를 바탕으로 작성 된 것이며 설계를 입문하는 공학도에게 설계와 석출경화에 관한 적지 않은 지식을 주고자 하였고, 사회에서 요구하는 설계 과정에 빨리 적응 할 수 있는 것에 도움이 되길 바란다.

목차

1. 목적
2. 관련이론
1) 석출경화 2) 석출물, 전위 그리고 강도 3) 석출경화 처리 4) 실험장비
3. 설계 구성요소
1) 목표설정2) 공정3) 분석4) 구현5) 평가
4. 설계 제한요소
1) 경제성2) 신뢰성
3) 성능
4) 환경성
5) 안전성
6) 내구성
5. 실험 방법
1) Al-4wt%Cu 합금 시편 준비2) 용체화 처리3) 경도측정4) 인공시효5) 경도측정6) 반복
7) 분석 및 토의
6. 결과14 1) 경도값 2) 비교, 분석7. 결론 및 고찰
8. 참고 문헌
9. 과제수행자체평가서
1) 수행과정 및 설계일정
2) 수행결과
3) 목표미달원인
4) 팀원역할
5) 실제사용의 예
6) 회의록

본문내용

1. 설계 목적
Al - 4%Cu합금의 석출경화 설계를 통해
1) 150HV에 가장 빨리 도달하는 최적의 인공시효 온도를 찾아보자.

2. 관련 이론
1) 석출경화
전위 이동에 대한 작은 장애물은 금속을 강화(또는 경화) 시키는 원인이 된다. 다시 말하면 작은 2차상의 석출물은 강화에 효과적이다. 그러나 모든 합금 원소가 이러한 경화 열처리에 적합한 원소가 아니므로, 이에 적합한 원소를 선택해야 한다. 먼저 온도가 올라감에 따라 고체 상태의 용해도한이 약간 증가하는 상태도(2성분 계만 고려)를 갖고 있는 합금계가 요구 된다. 다행하게도 많은 2성분계에서 이러한 거동이 나타난다. 다시 말하면 몇몇 합금 조성에 관하여 냉각 경로가 2차상의 석출을 유도한다. 따라서 많은 합금계에서는 이 석출경화(precipitation hardening)를 이용한다.
[그림-1] 상태도의 단상영역(k)에서 2상영역(+k)으로 서냉하였을 때, Al-Cu(4.5wt%) 합금의 결정립계에 형성된 거칠고 큰 석출물. 이렇게 고립된 석출물들은 합금의 경도에 거의 영향을 미치지 못한다.

참고자료

· 없음