AA 2026 압출재의 냉간 변형 및 시효 처리에 따른 항복 강도 변화의 해석 방법에 대한 연구

초록

알루미늄은 가벼운 무게에 비해 높은 강도를 가지는 경량화 소재로써, 특히 2xxx계 합금은 항공용 소재로 사용되어지고 있다. 구조재의 강도 향상은 요구 강도를 만족시키기 위한 소재의 양을 줄일 수 있으며, 구조재로써의 성능 또한 향상시킬 수 있다. 따라서 소재의 기계적 특성을 개선하고 이를 해석하는 방법에 대해 연구를 진행하였다. 연구에 사용된 AA 2026 소재는 균질화 열처리 후 압출되었으며, 500oC에서 4 hr 동안 용체화 처리되었다. 이를 각각 0%, 3%, 5%, 10% 냉간 인장하여 변형시켰다. 각 소재는 190oC에서 각각 4 hr와 8 hr 동안 인공 시효를 진행하였다. 냉간 변형 직후와 인공 시효 후의 항복 강도 변화를 확인하기 위해 인장 시험을 진행하였다. 소재의 강화에 기여한 강화 메커니즘을 구분하기 위해 XRD를 통한 전위 밀도의 측정과 TEM을 통한 석출물의 크기 측정을 진행하였다. 냉간 변형량에 따라 전위 밀도와 항복 강도는 선형적으로 증가하였으며, 이는 Taylor 관계식을 통해 표현할 수 있었다. 인공 시효 후의 기계적 특성은 전위 밀도와 석출물의 크기에 의해 결정되므로 각각의 강화 효과를 확인하기 위해 Taylor 관계식을 통해 강도를 계산하고, 실제 측정한 강도와의 차이로부터 석출물에서 기인한 강화 효과를 계산하였다.