• 제목/요약/키워드: Up-hill Quenching

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극저온 열처리 공정이 6061 알루미늄 합금의 잔류응력과 인장특성에 미치는 영향 (Effects of Cryogenic Treatment on Residual Stress and Tensile Properties for 6061 Al Alloy)

  • 박기정;고대훈;김병민;임학진;이정민;조영래
    • 대한금속재료학회지
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    • 제49권1호
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    • pp.9-16
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    • 2011
  • To develop a 6061 aluminum alloy with low residual stress and high tensile strength, a cryogenic treatment process was investigated. Compared to the conventional heat treatment process for precipitation hardening with artificial aging, the cryogenic treatment process has two additional steps. The first step is cryogenic quenching of the sample into liquid nitrogen, the second step is up-hill quenching of the sample into boiling water. The residual stress for the sample was measured by the $sin^2{\psi}$ method with X-ray diffraction. The 6061 aluminum alloy sample showed 67% relief in stress at the cryogenic treatment process with artificial aging at $175^{\circ}C$. From this study, it was found that the optimum cryogenic treatment process for a sample with low residual stress and high tensile strength is relatively low cooling speed in the cryogenic quenching step and a very high heating speed in the up-hill quenching step.

잔류응력 완화를 위한 극저온 열처리 시 7075 알루미늄 합금의 기계적 특성 및 미세조직의 변화

  • 김회봉;고대훈;정은욱;이종우;조영래
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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    • pp.39.2-39.2
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    • 2011
  • 7075알루미늄 합금은 기계적 강도가 가장 높은 고강도 합금으로 열처리 공정이 반드시 필요하다. 그러나 열처리 공정 중 재료의 두께에 따른 내부 온도의 차이로 인한 잔류응력이 발생하여 최종 제품의 치수에 변화를 일으켜 제품 생산에 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서 극저온 열처리 공정을 통하여 야기되는 7075알루미늄 합금의 기계적 특성 및 미세조직에 관하여 연구하였다. 7075 알루미늄 합금은 석출경화를 통한 강화가 이루어지며, 석출경화를 위해서 용체화 처리를 하여 인공시효를 하는 기존 공정과 비교하여 극저온 열처리 공정은 두 개의 추가적인 단계를 가지고 있다. 첫 번째 단계는 -196도의 액체 질소 속에 샘플을 극저온 ��칭을 하는 단계이고, 두 번째 단계는 샘플의 온도를 급격하게 올리는 up-hill quenching이다. 잔류응력은 X-ray diffraction을 이용한 $sin2{\psi}$ 방법으로 측정되었다. 극저온 열처리 후 기계적 특성을 평가하기 위하여 vickers hardness를 측정하였으며 미세 조직의 특성을 파악하기 위하여 EBSD와 TEM을 이용하여 평가하였다.

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CFD 해석을 이용한 Al6061 튜브의 극저온 열처리 시 소재의 온도 예측 및 실험적 검증 (Temperature Prediction of Al6061 Tube in Cryogenic Heat Treatment by CFD Analysis and Experimental Verification)

  • 황성준;고대훈;김동환;김병민
    • 한국정밀공학회지
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    • 제28권10호
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    • pp.1210-1216
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    • 2011
  • The purpose of this study is to establish the analysis method for prediction of temperature during cryogenic heat treatment. Experimental cryogenic heat treatment is conducted to observe the phenomena such as boiling of fluid, ice layer on the material surface and to measure the temperature distribution of Al6061 tube. The CFD analysis considering the observed phenomena in the experiment is performed to predict the temperature distribution and convection heat transfer coefficient at each stage of cryogenic heat treatment, in which the boiling of fluid is considered as the multi-phase condition of vapour and liquid. The formation of ice layer on the tube surface is also modeled between material and fluid. The predicted results are in good agreement with the experimental ones. From the results, it is shown that the analysis method can predict the temperature distribution and convection heat transfer coefficient during cryogenic heat treatment.