• Title/Summary/Keyword: 선박용 알루미늄 합금

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용탕직접압연된 Al-Mg-Mn 합금판재의 기계적 특성

  • Kim, Hyeong-Uk;Kim, Min-Gyun;Im, Cha-Yong;Gang, Seok-Bong
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.43.2-43.2
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    • 2009

  • Al-Mg 알루미늄 합금은 강도가 높고 성형성이 우수하여 수송기기 경량화용 소재로서 사용량이 증가하고 있다. 특히고강도 특성을 보이는 Al-Mg-Mn합금은 자동차, 선박및 철도차량등의 형재 및 판재로 그 사용량이 증가하고 있다. 또한 결정립을 미세화 시킨 Al-Mg-Mn합금판재의 경우에는 온간성형으로 복잡한 형상의 판재부품제조에 사용되고 있다. 연속주조공정인 Twin roll strip casting(TRC)은용탕으로부터 직접 판재를 생산할 수 있는 공정으로 주로 순알루미늄계열의 판재 생산에 사용되고 있으나 최근에는 고강도 판재의 저비용 생산을 위하여 고합금계 판재에 적용하는 연구가 수행되고 있다. 합금량이 높은 고강도Al-Mg계 합금의 TRC 주조시 고액공존구간이 커서 더욱 정밀한 공정제어가 필요하다. 또한 기존의 슬라브주조방식보다 높은 냉각속도로 주조가 가능하기 때문에 결정립 및 정출상의 미세화공정으로 응용되기도한다. 본 연구에서는 TRC공정을 기초로 주조시 열간 압연의효과를 동시에 부여하는 용탕직접압연공정을 개발하였으며 상용 고강도 알루미늄 합금인 5083합금 판재를제조하였다. 또한 기존 Al-Mg 합금에 Mn을 첨가하여 용탕직접압연함으로서 정출상의 크기 및 밀도를 제어하여 강도가 우수한 Al-Mg-Mn 합금판재를 제조하는 기술을 개발하였다. 용탕직접압연된 Al-Mg-Mn계 합금의 경우에 주조시 높은 냉각속도로 인하여 결정립이 미세하고 Al6Mn과 같은 미세한 정출상이 다량 형성되었으며, 최종압연 및 열처리에 의하여 높은 강도를 갖는 고강도 알루미늄 합금 판재의 제조가 가능하였다.

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Effect of applied current density on the corrosion damage with galvanostatic corrosion experiment of aluminum alloy for ship (선박용 알루미늄 합금의 정전류 부식 시험에 의한 부식 손상에 미치는 인가 전류밀도의 영향)

  • Kim, Yeong-Bok;Park, Il-Cho;Lee, Jeong-Hyeong;Kim, Seong-Jong
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2018.06a
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    • pp.106-106
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    • 2018

  • 해양환경용 선박재료는 전기화학적인 부식을 발생시키는 염소이온($Cl^-$)이 다량 포함된 부식 환경에 장기간 노출되어 있어 부식에 대해 취약하다. 따라서 우수한 내식성 및 내침식성을 가진 재료를 선정하는 것은 매우 중요하다. 알루미늄 합금은 충분한 강도와 부동태 피막 형성으로 인해 내식성이 우수하여 해양환경용 선박 재료로서 널리 이용되고 있으며, 이에 따른 부식 특성에 관한 연구도 활발히 이뤄지고 있다. 그러나 선박에서는 부식에 의한 손상뿐만 아니라 전식에 의한 부식 손상도 발생할 수 있다. 특히 선미 부분은 프로펠러의 동합금과 알루미늄 합금의 이종금속 간 전위차에 의한 전식이 발생하여 선체의 다른 부위에 비해 부식이 더 심하게 진행될 수도 있다. 또한 전식은 해안 부두에 접안된 선박의 용접 시미주전류(stray current)에 의한 부식손상이 발생할 수 있으나 이에 대한 연구는 미미한 실정이다. 따라서 본 연구는 해양환경에서의 전식을 인위적으로 모사할 수 있는 부식 정전류 시험법을 이용하여 다양한 크기의 전식 손상을 유발시켰으며, 해양환경 하에서 선박재료로 주로 사용되는 알루미늄 합금인 Al5083-H321, Al5052-O, Al6061-T6에 대한 전식 특성을 비교, 분석하였다. 실험 방법으로 작동전극은 각 재료의 시험편을 $2cm{\times}2cm$ 으로 절단하여 sand paper # 2000 번까지 연마 후 아세톤과 증류수로 세척하고 건조하였으며, 제작된 시험편은 자체 제작한 홀더를 이용하여 $1cm^2$만 노출시킨 후 정전류 가속 실험을 실시하였다. 기준전극은 은/염화은(Ag/AgCl) 전극을, 대응전극은 백금(Pt) 전극을 사용하였다. 정전류 가속 조건은 $0.001mA/cm^2$, $0.1mA/cm^2$, $1mA/cm^2$, $5mA/cm^2$, $10mA/cm^2$의 전류 밀도를 천연해수에서 30분간 인가하였다. 각 재료에 대한 전식 특성은 실험 전후의 무게 감소량으로 전식의 저항 특성을 확인하였다. 그리고 3D 현미경으로 표면 손상 경향과 깊이를 측정하였으며, 주사전자현미경 (SEM)을 통해 표면 형상을 미시적으로 관찰하였다. 부식 정전류 시험 결과 모든 시편에서 $0.01mA/cm^2$에서 미세한 국부적인 부식이 일어났으며, 전류밀도가 증가할수록 표면 전반에 부식이 진행되고 성장하였다. 그리고 모든 인가 전류밀도의 조건에서 Al6061-T6가 5000계열(Al5083-H321, Al5052-O)보다 더 우수한 내식성을 나타났다.

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Study on the Characteristics of the Corrosion Fatigue Crack Propagation of Al-Alloy used for the Shipbuilding (선박용 알루미늄 합금재의 부식피로구열 진전특성에 관한 연구)

  • Im, U-Jo;Lee, Jong-Rak;Lee, Jin-Yeol
    • Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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    • v.24 no.2
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    • pp.94-100
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    • 1988

  • Recently with the rapid development in marine and shipbuilding industries such as marine structures, ship, and chemical plants, there occurs much interest in the study of corrosion fatigue characteristics was closed up an important role in mechanical design. In this study, the 5086 Al-Alloy was tested by used of a rotary bending fatigue tester and was investigated under the environments of various specific resistance and air. The specific resistance, as a corrosion environment, was changed 15, 20, 25 and 5000$\Omega$.cm. The corrosion fatigue crack initiation sensitivity was quantitatively inspected for 5086 Al-Alloy in the various specific resistance. The experimental constants of Paris rule were examined in the various specific resistances, and the influences of load and corrosion with affect the crack growth rate were compared with. Main results obtained are as follows: (1) Number of stress cycles to corrosion fatigue crack initiation delaies and corrosion fatigue crack initiation sensitivity decreases with the increasing for the specific resistance. (2) The experimental constant m of Paris rule decreases with the decreasing for specific resistance. Hence the effect of corrosion is more susceptible than that of stress intensity factor. (3) The corrosion fatigue crack of 5086 Aluminium Alloy appears intergranular fracture. (4) Corrosion sensitivity is decreased with the increasing stress intensity factor and is nearly uniform when stress intensity factor is over 40kg.mm super(-3/2)

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Investigation on optimum protection potential decision by potentiostatic SSRT in sea water of 5083-H116 for Al ship (선박용 재료인 5083-H116에 대한 해수에서 정전위 저변형율 인장시험에 의한 최적방식 전위 결정)

  • U, Yong-Bin;Son, Jeong-Ho;Kim, Seong-Jong
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.213-213
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    • 2009

  • 선박 건조시에 사용되는 알루미늄 합금은 환경친화적인 재료로 각광을 받고 있으며, FRP 선박의 대체재료로 부각되고 있다. 선박 운항시 해수 환경하에서 선체의 부식을 방지하기 위해 도장 뿐만아니라 희생양극이나, 음극방식 등은 필수불가결한 사항이다. Al-Mg 합금인 5083-H116에 대한 천연 해수 용액에서 저변형율 인장시험을 통한 응력부식균율이나 수소취화의 영향이 없는 최적의 방식 전위를 결정하였다.

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