| 초록 |
알루미늄 합금의 온도가 증가하면 재료에 있는 원자의 열 진동이 커지고 인접한 원자 사이의 평균 거리가 증가한다. 일반적으로 주어진 방향에서 재료의 전체 치수 L은 온도 T가 증가함에 따라 커진다. 대부분의 자동차 엔진 부품은 현재 최대 350 ℃의 사용 온도에서 작동하고 있으며 디젤 엔진은 훨씬 더 높은 온도에서 작동하며, 이러한 사용 온도는 입자 균열과 같은 미세 구조 손상 과정을 촉진한다. 주기적인 열 응력은 부품의 수명을 단축시키고 고장의 원인이 될 수 있다. 열팽창 불일치는 인공 시효 열처리 과정에서 2차 상의 석출로 인해 발생할 수도 있다. 본 연구에서는 시효 열처리 과정에서 석출물에 의한 열 팽창계수의 변화에 대해서 조사하였다. Al-Si-Mg-Cu-(Ti) 합금으로 일반적인 상용 등급 A356 합금을 용융하여 시험편을 제조하였다. 순수 Cu(99.9 wt.%) 및 Al-5wt.%Ti-1wt.%B의 모합금을 용융물에 첨가하여 조성을 추가하였다. 시험편의 용체화 처리는 535 ℃에서 6시간 동안 유지시킨 후 80 ℃의 따뜻한 물에서 급냉하였다. 인공 시효 열처리는 대기 중에서 180 ~ 220 ℃의 온도에서 수행되었다. 열팽창계수 변화는 분해능이 0.125 nm인 열기계 분석기(Netzsch, TMA 402 F3)를 사용하여 측정하였다. 시험편 표면은 가공 노치 효과를 제거하기 위해 미세 연마하였다. 열팽창 측정은 시험편에 50 mN의 일정한 하중을 가하고 팽창 측정 Δl(T)을 25 ~ 500 ℃의 온도범위에서 10 ℃/min의 승온 속도로 수행하였다. 건조된 질소 가스(50 ml/min)를 사용하여 시험편을 산화로부터 보호하였고, 시험편을 용융 실리카 베이스에 놓고 표준 팽창 프로브를 사용하여 길이 변화를 측정하였다. TMA 기기의 교정은 온도 교정으로 구성된 ASTM 표준 방법 E831에 따라 수행되었다. Δl(T) 곡선의 수치 도함수를 수행하여 순시 선형 열팽창 계수(CTE)를 같이 계산하였다. 열적 특성에 대한 석출의 영향은 시차 주사 열량계(DSC)를 사용하여 분석되었다. |
