일반적으로 Al-Mg-Zn 합금의 ${\beta}$상($Al_aMg_b$) 조직은 내식성의 큰 영향을 미치는 것으로 알려져 있으며 ${\beta}$상 조직이 입계에 연속적으로 형성될 경우 내식성이 감소하는 주요 원인이 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 Al-Mg-Zn 합금을 균질화하여 ${\beta}$상 조직을 변화시켰고, 그 변화에 따른 내식성의 거동을 확인하였다. 균질화 조건은 ${\beta}$상 조직의 고용 가능한 온도인 $400^{\circ}C$이상의 온도에서 진행 하였으며 균질화 조건에 따른 미세조직, 조성 분석, ${\beta}$상 조직의 고용정도를 확인하기위해 광학현미경(optical microscpe), 전자현미경(scanning electron microscope), X선 회절 분석법(X-ray Diffraction)을 사용하였다. 또한, 미세조직에 의한 내식성은 $25^{\circ}C$, 3.5wt% NaCl용액에서 분극 시험으로 평가하였다.
최근 환경오염 문제로 인한 연비 규제 강화 속도가 빨라지고 있으며 이에 따른 연비 향상 기술이 크게 대두 되고 있다. 연비 향상 기술 중 경량화 방안소재로 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg) 등의 비철금속을 주로 사용하고 있으며, 이중 알루미늄은 다른 경량화 금속소재보다 우수한 경쟁력을 가지고 있다. 하지만 경제적인 측면에서 철 대비 비용적인 어려움을 가지고 있고 용접성이 떨어지기 때문에, 자동차 부품의 일부만 알루미늄 소재를 선택하여 사용하고 있는 실정이며 알루미늄의 높은 이온화 경향으로 인해 기존 자동차 철강 소재와 접촉 시 쉽게 부식되는 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 알루미늄의 금속원소를 첨가하는 연구가 지속적으로 개발 되고 있다. 알루미늄 합금에서 마그네슘의 첨가는 좋은 용접성과 내식성, 강도를 향상시킨다. 하지만 3%이상의 마그네슘 첨가는 입계에 ${\beta}(Al_xMg_y)$석출상이 석출되게 되며, 입계에 연속적으로 형성된 ${\beta}(Al_xMg_y)$석출상은 응력 부식 균열 (Stress corrsion cracking)과 입계 부식(Intergranular corrosion)을 야기하는 결과를 가져온다고 알려져 있다. 이 문제를 해결하기 위해 Al 5000계열 합금의 Zn의 첨가를 통해 ${\tau}(Al_xMg_yZn_z)$을 입계에 석출시켜서 입계에 ${\beta}(Al_xMg_y)$상의 석출을 방지함으로써 내식성을 향상시키거나 Al 5000계열 합금의 열처리를 통해 ${\beta}(Al_xMg_y)$석출상을 고용시킴으로써 응력부식균열의 발생을 억제하는 연구도 있다. 하지만 열처리 후 Polarization test를 이용한 내식성 연구는 잘 안 알려져 있다. 따라서 이번 연구에서는 Al5000계열의 주조한 합금을 DSC분석을 통하여 ${\beta}(Al_xMg_y)$석출상의 고용 온도가 약 $470^{\circ}C$라는 것을 확인한 후, 실온에서 $100^{\circ}C/hr$으로 가열하고 조건에 따라 $450^{\circ}C$에서 3시간, 6시간, 12시간, 24시간, 30시간 항온 유지시킨 후 공냉을 진행하였다. 열처리를 마친 시편은 에폭시를 이용하여 마운팅 하였으며, 시편표면을 2000#까지 연마 후 증류수로 세척한 다음 질소를 이용하여 건조 후 분극 시험을 진행하였다. 3.5wt% NaCl 용액에서 분극 곡선을 통해 부식거동을 확인한 결과 24시간까지 시간이 증가 할수록 내식성이 우수해지는 것을 확인하였으며, 추가적으로 조직사진, SEM & EDS 분석과 XRD, TEM 분석을 통해 내식성은 입계에 존재하는 Mg의 조성이 감소하게 되면 내식성이 향상되는 것을 관찰하였다.
In this study, the effect of pre-aging treatment for inhibition of natural aging of Al-4.8Zn-1.3Mg alloy by extrusion process was investigated. Firstly, the as-cast microstructure of Al-4.8Zn-1.3Mg alloy billet and its evolution during homogenization($460^{\circ}C$, $4h+510^{\circ}C$, 5h) were investigated by means of optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), hardness analysis. The as-cast microstructures of Al-4.8Zn-1.3Mg alloy reveal $Mg_2Zn$, $Al_5Cu$, $Al_{13}Cu$ formed between dendrities. After homogenization, MgZn, $Al_4Cu$, $Al_{13}Cu$ phases precipitated into the matrix. In addition, standard deviation of homogenized billet was improved than as-cast billet from 2.62 to 0.99. According to pre-aging($100^{\circ}C$, 1h) Al-4.8Zn-1.3Mg alloy by extrusion process, yield strength and tensile strength deviation improved more than condition by natural aging.
The effects of Zn amounts on the castability and tensile properties of Al-Zn-Mg-Cu alloys were investigated for development of high strength die casting aluminium alloys. Al-Zn-Mg-Cu alloys with 3.5% Zn showed high cast cracking tendency and poor mold filling behaviour. Al-Zn-Mg-Cu alloys with 5wt% Zn and 7wt% Zn had the tensile strengths of 300~400MPa and the elongations of 2~18%. The effect of Zn on the tensile strength of Al-Zn-Mg-Cu alloys was insignificant, but Al-Zn-Mg-Cu alloy with high Zn amount had lower elongation.
Melt-overflow 급냉응고장치를 이용하여 두께 약 300$\mu\textrm{m}$, 폭 10mm의 Mg-Zn합급 스트립을 연속적으로 제조하였다. 또한 알루미늄을 첨가하여, 첨가원소에 따른 결정립미세화와 기계적강도에 미치는 영향을 조사하였다. 스트립의 미세응고조직은 전자현미경(TEM, SEM)과 image analyzer를 이용하여 분석하였으며, 경도시험으로 기계적특성을 평가하였다. Mg-5wt%Zn합금 스트립의 경도는 결정립크기의 제곱근에 반비례하여 급냉응고에 의한 결정립미세화 효과로 같은 조성의 일반주조 합금보다 2배 이상의 높은 경도값을 가지며, 알루미늄을 첨가함으로서 2배 정도의 결정립미세화 효과를 얻어 경도가 더욱 증가하였다. 결정입계를 따라 생성된 금속간화합물은 마그네슘화합금의 입계부식을 방지하여 우수한 내식성을 갖는다. 따라서 적절한 합금설계와 급냉응고법을 적용시키면 마그네슘합금의 취약성을 보완하며 경량성의 장점을 최대한 활용할 수 있다.
본 논문의 주목적은 확률변수의 백분위수를 이용하여 Mg-Al-Zn합금에 적합한 확률론적 피로균열전파모델을 평가하여 제시하는 것이다. 균열성장의 변동성을 묘사하기 위하여 실험적 피로균열전파모델에 확률변수를 도입한 확률론적 피로균열전파모델을 제안하였다. 제안된 모델을 평가하기 위하여 시편두께조건을 변화시키면서 피로균열전파실험을 수행하여 균열성장의 통계데이터를 확보하였다. 각 모델의 파라미터는 최우추정법으로 추정하였으며, 균열성장에 따른 확률변수의 백분위수를 이용하여 모델적합성을 평가하였다. 일반적으로 Mg-Al-Zn합금에 적합한 모델은 '확률론적 Paris-Erdogan모델'과 '확률론적 Walker모델'이었으며, 두꺼운 시편의 경우엔 '확률론적 Forman모델'가 적합함을 규명하였다.
본 논문의 주목적은 확률변수의 내삽을 이용하여 Mg-Al-Zn합금에 적합한 확률론적 피로균열전파모델을 평가하여 제시하는 것이다. 모델을 평가하기 위하여 최대하중조건을 변화시키면서 피로균열전파실험을 수행하였으며, 실험을 통해 통계적 피로데이터를 확보하였다. 균열성장의 불확실성을 묘사하기 위하여 실험적 피로균열전파모델에 확률변수를 도입한 확률론적 피로균열전파모델을 제안하였으며, 각 모델의 파라미터는 최우추정법으로 추정하였다. 제안된 모델의 적합성을 평가하기 위하여 균열성장에 따른 확률변수의 내삽데이터를 이용하였으며, 평가한 결과 Mg-Al-Zn합금에 적합한 모델은 '확률론적 Paris-Erdogan모델'과 '확률론적 Walker모델'임을 규명하였다.
The age hardening behavior and mechanical properties of an extruded Al-Zn-Mg-(Cu)-0.1 wt.%Sc alloy were investigated with the Sc addition and ageing temperature. The results showed that the $Al_3Sc$ compounds were formed by Sc addition and distributed preferentially along the extrusion direction. The age hardening of Al-Zn-Mg-Cu-0.1 wt.%Sc alloy which was treated by T6 process was more significant than that of Al-Zn-Mg-0.1 wt.%Sc alloy. The tensile property of Al-Zn-Mg-Cu+0.1 wt.%Sc alloy was also higher than that of Al-Zn-Mg-0.1 wt.%Sc alloy, which is 691 MPa and 584 MPa in strength and 9% and 11% in elongation, respectively.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제9권3호
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pp.240-249
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1985
This paper presents the results of the galvanic anode's characteristicsin the Al-Zn-In-Mg and Al-Zn-In-Mg system anodes used aluminium ingot of low purity, 99.5% grade. The results of thses performance tests are as follows: 1) Zn, In and Mg are an available elements to improve the performance of Aluminium alloy anodes. 2) When the range of zinc content in the Al-Zn-In-Mg system anode is 2-5% the more zinc content, the more improve the anode performance. 3) Al-Zn-In-Mg system anode requires a long term over 50 days for the performance test. 4) The composition of Al-Zn-In-Mg system anode which shows the most excellent performance is Al-(2-3%) Zn-(0.02%) In-(1.0%) Mg. 5) When the Al-Zn-In-Mg system anode is annealed for an hour in 500 to 550 .deg. C, the anode performance is improved. 6) The lower average potential and the better corrosion pattern in the Al-Zn-Mg, Al-Zn-In and Al-Zn-In-Mg system anodes, the more current efficiency is improved.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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