동 및 동합금, 알루미늄 및 알루미늄합금의 조직실험

목차

1. 시 험 제 목

2. 실험의 목적

3. 서론

4. 관련이론
　1) 동 및 동합금
　　1-1 동 및 동합금(황동) 이용되는 열처리
　　1-2 구리 (Cu)
　　1-3 황동 (Cu70 - Zn30)
　2) 알루미늄 및 알루미늄 합금
　　2-1 알루미늄 및 알루미늄 합금(두랄루민) 열처리
　　2-2 알루미늄( Al )
　　2-3 두랄루민( Al-Cu-Mg )

5. 실 험 방 법
　1) 실험에 필요한 원료, 약품 및 기구
　2) 실험과정

6. 실험결과 및 고찰

참고문

본문내용

있다.
Al-S의 2원 조성합금에 대한 전형적인 시효 경화 곡선 및 그때의 석출상에 대해서 Silcock의 결과를 그림 2-4에 나타내었다. 130-240℃ 정도의 온도범위에서 경도에 가장 기여하는 상은 GPB존이라는 것을 알 수 있다. 190℃에서는 GPB존이 감소하는 대신 S' 상이 석출 조대화 되어 경도가 저하한다.
용체화 처리 온도는 약 480-530℃이고, 용체화 처리후 수냉하여 160-190℃에서 시효 처리한다. 용체화 처리 온도는 국부적인 용융을 방지하기 위하여 공정 온도보다 낮은 온도를 선택하고, 또한 가능한 한 완전 고용화가 이루어지도록 이 온도 범위 내에서 높은 온도를 선택한다. 그리고 노내의 온도 분포에도 주의 할 필요가 있다. 한편 용체화 처리 온도에서의 유지 시간은 표면으로부터의 원소이탈 및 결정립 성장을 방지하여 필요 이상의 장시간 유지할 필요는 없다. 용체화 처리는 일반적으로 염옥이나 대기 중에서 행하여 지는데, 공기중에는 수증기를 함유하고 있으므로 수소가스가 합금 중에 침투하여 cluster나 void를 형성하기 때문에 분위기 관리에 주의를 요한다 또한 수분을 함유하는 분위기에서 열처리를 할 경우 최고 경도에 도달할 때까지는 별 영향이 없지만, 그후의 과시효는 빠르게 진행된다. 용체화 처리후의 냉각은 냉각시에 석출을 방지하여 과포화 고용체 상태로 하기 위해서 가능한한 급랭을 하는 것이 좋다. 특히 400-250℃에서의 냉각 속도가 합금의 기게적 특성 및 내식성에 현저한 영향을 미친다.
그림 2-2은 초 두랄루민에 대한 담금질 온도와 기계적 성질과의 관계를 표시한 것이다. 두랄루민은 과열에 대단히 민감하므로 담금질 온도는 정확하게 조정해야한다. 또하나의 특성은 담금질한 후 상온으로 방치해 놓아도 상온 시효를 일으키고 인장 강도, 항복점, 경도가 증가되며 그비율로 연신은 감소하지 않고 점성이 감소하는 것이다( 그림 2-3)
실 험 방 법
실험에 필요한 원료, 약품 및 기구
①구리Cu봉 황동Cu-Zn봉 알루미늄Al봉 두랄루민Al-Cu봉 ②폴리에스테르 수지 경화제 ③사포(emery paper - 400,800,1200,2000,) ④알콜, 부식액(Cu및Cu-alloy:염화제2철10g+HCl30cc+H2O120cc, Al및 Al-alloy:불화수소산1g+H2O10-20cc,가성소오다1g+H2O 99cc ⑤드라이어 ⑥쇠톱 ⑦폴리싱용 연마기, 광학 현미경(×200) 열처리로
실험과정
시편 절단 시 시편에 물을 부워준다. 이는 마찰열로 인한 성질의 변형을 막아주기 위해서다. 시편 구리 황동 알루미늄 두랄루민 크기는 약1cm로 제작한 뒤 열처리로에 넣고 가열을 하는데 시편 별 온도는 구리Cu 800℃, 황동Cu-Zn 530℃, 알루미늄Al 400℃, 두랄루민Al-Gu 505℃이며, 냉각은 구리Cu 로냉, 황동Cu-Zn 로냉, 알루미늄Al 공냉, 두랄루민Al-Gu 수냉을 시켰다. 열처리 된 시편을 연마하기 쉽도록 하기 위해 마운팅을 하게 되는데 수지 마운팅과 Pross 마운팅 이 두가지 방법으로 마운팅을 하였다. 수지 마운팅의 순서는 형틀을 고정시키고 형틀 가운데 시편을 위치시킨 후 수지와 경화제를 혼합하여 형틀 안에 주입 후 완전히 응고가 되면 형틀로부터 빼낸다. Pross 마운팅의 순서는 몰드 내부와 실린더, 램에 이형제를 바른 후 피스톤 면상 위 중앙에 시편을 놓고 수지재를 그 위에 덮은 다음 피스톤을 놀러 가압 상태에서 10분을 유지 시킨 후 몰드가 냉각이 되면 압력을 제거한 후 내부의 시편을 실린더를 이용하여 밖으로 꺼낸다. 가열온도는 200℃(차후 성형이 잘 안 되어 온도를 더 올림)으로 하였다. 마운팅이 끝난 후 연마를 하는데 400-800-1000-1200-2000의 샌드페이퍼의 순으로 연마를 한다. 폴리싱용 연마기를 이용해 표면이 거친 400부터 시작하여 비교적 부드러운 2000에서 마무리를 한다. 단, 연마지를 바꿀 때마다 방향을 90도 바꾸어서 이전과 90°방향으로 바꾸어 연마를 해야 한다. 이유는 연마가 되는 곳과 안 되는 곳을 알아 시편표면의 수평을 맞춰가며 연마를 할 수 있기 때문이다. 2000까지 연마를 마친 후 남아있는 연마 흠을 제거하기 위하여 광택 연마를 하여야 하는데 이번 실험에는 진동 연마기를 이용하여 광택 연마를 하였다. 알루미나 가루(Al2O3)와 물을 넣은 후 진동 회수를 맞추고 20분 정도 연마 후 시편을 확인하여 광택연마가 되었을 경우 물 세척을 하고 물로 인한 부식과 얼룩을 막기 위해 알코올로 한번 더 세척 후 드라이어로 말린다. 조직 관찰을 하기 위하여 연마된 표면은 에칭을 시키게 되는데 부식액은 Cu및Cu-alloy: 염화제2철10g+HCl30cc+H2O120cc,Al 및 Al-alloy: 불화수소산1g+H2O10-20cc,가성소오다1g+H2O 99cc으로 부식하며 부식 시간은 정해저 있지 않으나 유간으로 보았을 때 성애가 앉은 것 같을 때나 5-10초 간 부식한다. 부식 시킬 때는 부식액은 고루 묻혀야 하며 부식이 완료되면 빨리 흐르는 물에 시편표면을 세척해야 한다. 물 세척한 후 알코올로 한번 더 세척하고 드라이어로 말린. 부식 시킨 시편을 현미경위에 올려놓고, 조동나사를 이용 상이 어느 정도 보이는 순간까지 이동한 다음 시편이 보이기 시작하면 미동나사를 이용 자세한 초점을 맞추고 x200 확대 후 조직상을 관찰 하였다.
실험결과 및 고찰
결정입계는 가열에 의해서 이동하여 조대한 결정립이 되는 수가 있다. 재결정한 뒤 더욱더 가열을 계속하면 비교적 느슨하게 결정립의 성장이 일어난다. 이것은 인접하는 결정립이 서로 만나서 작은 결정립이 사라지고 큰 결정립은 보다 커져서 평균적으로 결정립이 커져가는 것을 나타난다. 가열온도가 높아지면 이들의 분산입자가 응집하드가 또는 재고용하든가 해서 장해가 제거되면 성장이 재차 일러나 현저한 조대립을 형성한다.
참고문
비철금속재료 원창출판사 이지환 이정중 김병일 배차헌 편저 48 - 401P
최신 열처리 공학 크라운출판사 장승언 저 281 - 294P
비철금속재료와 열처리 기전연구사 송건 저 49 -135P
금속 열처리원리 문운당 이영배 저 399 - 412P

키워드

열처리,   구리 열처리,   알루미늄 열처리,   열처리