미세 조직 관찰 (al-mg alloy, cast iron)

소개글

미세 조직 관찰 (al-mg alloy, cast iron)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. 서 론

Ⅱ. 이론적 배경
1. 시료 준비
2. 현미경 조직관찰
3. Cast Iron의 조직
4. Al alloy 조직

Ⅲ. 실험방법

Ⅳ. 결과 및 고찰
1. 조직사진
2. 고 찰

Ⅴ. 참고 자료

본문내용

y와 Cast Iron을 사용하였다.
실험과정에서 유의 사항은 다음과 같았다.
시편을 얻기 위해서 절단과정에서 유의 사항은 정확한 절단을 위해서는 바이스를 잘 조여서 절단하여야 하며, 휠절단기를 사용할 경우 고속으로 회전하는 휠에 의하여 절단 중 열에 의한 변형이 발생할 수 있으므로 이를 방지하기 위해서는 절단시 냉각수 공급이 필수적이다. 또한 이에 따라 발생한 변형된 부분은 연마과정을 통해서 제거 한다.
mounting 단계에서는 경화제와 수지와의 비율 조절이 적절하여야 한다. 그렇지 못해서 경화제 첨가량이 많은 경우에는 균열이 발생할 수 있으며, 너무 적으면 연해질 수가 있기 때문이다.
grinding 단계에서는 시편에 무리한 힘을 가하지 않아야 한다. 시편에 무리한 힘이 가해지면 라운딩이 발생하고, 시편에 가해지는 압력이 높아져서 표면온도가 상승하여 변형이 발생할 수도 있기 때문이다. 굵은 연마지 다음 단계의 가는 연마지로 바꿀 때마다 시편과 손의 연마분 등을 잘 씻어내어 다음 단계의 가는 연마지 면에 절대로 옮아가지 않도록 해야 한다.
polishing 단계에서는 알루미늄 합금과 주철은 성질이 다르므로 회전속도와 누르는 압력을 적당히 조절해서 해야 하며, 주철과 같이 상온에서 부식이 쉽게 발생하는 금속은 물의 노출을 피하며, 알코올을 사용한다. 실험시간을 단축하기 위해 1인이상이 같은 연마기에서 연마 작업을 하게 되면 연한금속에 스크래치 발생을 하는 원인이 되기도 한다. polishing 단계에서는 흠집 등의 제거가 불가능하므로 grinding단계로 돌아가서 흠집을 제거해야한다.
etching 단계에서는 금속의 종류에 따라서 부식액의 종류도 달라지며, 부식시간이 달라진다. 부식시간을 참고해서 실험에 임하며, 시간이 불명확한 경우에는 부식 중에 수시로 시료의 표면을 관찰하면서 부식을 진행하여야 한다. 2~3번에 걸쳐 etching을 하며, 현미경 관찰을 한다. overetching시에는 polishing 단계로 넘어가서 다시 할 수 있도록 한다. etching액은 몸에 해로움을 줄 수 있는 물질이므로 etching시에는 후드내에서 작업을 할 수 있도록 한다. 알루미늄 합금은 이론적인 시간보다 오랜시간이 걸렸다. 이 원인은 부식액에서 들 수 있다. 부식액에도 수명이 존재하며 사용횟수의 증가로 인해서 산화, 환원 능력이 떨어진다. 따라서 초기보다 부식 시간이 더 많이 걸렸던거 같다.
세척 및 건조시에 금속 표면을 깨끗이 해야 하며 부식되지 않게 알코올에 세척한다. 금속 현미경 관찰은 저배율에서 고배율로 옮기면서 관찰해서 전체적인 조직의 특징을 알고 난후에 국부적인 관찰이 이루어 질수 있도록 한다.
현미경 관찰 결과 위와 같은 조직 사진을 얻을 수 있었다.
먼저 주철 조직 사진을 살펴보면 다음과 같다. etching 전 사진을 통해서 구상을 조직을 쉽게 확인할 수가 있었다. 따라서 재료가 구상 흑연주철이란 것을 알 수가 있었지만, etching 전 사진을 통해서는 그 밖에 다른 석출상이나 결정립 형상, 즉 pealite, ferrite 및 grain boundary 등을 관찰 할 수가 없었다. etching 후의 사진을 관찰해보면, 조직이 뚜렷하게 나타남을 알 수가 있었다. 구상모양을 조직은 흑연이며, 흑연의 주위에 ferrite가 둘러싸여 있고 그 외부 기지는 pearlite 조직으로 되어 있었다.
회주철은 편상흑연 조직이므로 회력을 주었을 때 편상흑연을 따라 균열이 발생하기 쉬워 취성이 있고, 강도가 적은 결점을 가지고 있다. 하지만 구상흑연주철은 구상흑연을 따라 균열 발생이 어렵고, 강도뿐만 아니라 내마멸성, 내열성, 내식성 등도 대단히 우수하다. 또한 내성장성도 우수하며 절삭성은 보통주철과 동일한 경도에서는 현저하게 좋다. 용도로는 공작기계, 자동차의 크랭크축을 비롯하여 캠축, 브레이크 드럼 등의 자동차용 주물재료로 광범위하게 사용되고 있다.
구상흑연주철은 기지조직 즉, ferrite형, pearlite형, cementite형에 따라서 크게 다르게 된다. 위의 조직사진은 ferrite형에 해당한다. 바탕이 ferrite의 것은 연성이 크고, pearlite의 것은 연성은 그리 크지 않으나 강인하다.
알루미늄 합금 조직 사진을 살펴보면 다음과 같다. 전반적으로 굵고 진한 부분이 마치 grain boundary가 에칭된 것으로 보이나 이것은 grain boundary의 석출물이다. 이것은 Al 화합물인 Mg2Al3이다. 그리고 grain boundary는 아주 미세하게 분포하고 있음을 찾을 수가 있다. 이 석출물은 저온열처리를 한다든가 또는 고온에서 서냉하면 Mg2Al3이 석출하게 된다. 이 조직은 어떤 상태 하에서 응력부식 균열에 대한 합금의 감수성을 커지게 하므로 바람직한 것이 못된다. 따라서 이 합금을 고온에서 응력을 제거시키고 조심성 있게 처리하면 Mg2Al3가 합금소지 전체에 미세하게 분산 석출한다.
알루미늄 합금의 조성은 Al 99%와 Mg 1%로 조성의 합금이다. 이 합금은 5005계 Al-Mg 합금이다. 이 합금은 시효강화를 하지 않으며 Mg 2%만 첨가해도 고용강화 효과를 얻을 수 있는 특징을 가지고 있으며 합금의 용도로는 차량 및 선박의 내장재, 건축용 외장재, 냉장고의 내장, 코일상의 관에서 이용된다.
이와같이 금속시편을 채취하여 미세조직을 관찰함으로써 그 곳에 나타나는 상, 결정립의 형상 및 분포상태, 크기 등을 알 수가 있었으며, 조직과 기계적 성질등과의 관계를 알 수가 있었다.
Ⅴ. 참고 자료
1. 금속 현미경 조직학, 김정근외 2명, 도서출판 골드
vol : 145page~183page, 340page~393page
2. 철강재료의 이해, 김학윤, 선학출판사
vol : 385page~404page, 340page~393page
3. 비철금속재료와 열처리, 송건, 기전연구 사
vol : 49page~105page
4. 기계재료학, 강기주외 5명, 도서출판 포인트
vol : 239page~264page, 301page~313page
5. 재료과학, 한봉희, 희중당
vol : 172page~176page, 312page~358page

키워드

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