AA 2026의 물성 향상을 위한 냉간 변형 및 시효 조건에 대한 연구

초록

인해 항공용 구조재로 많이 사용되는 소재이다. 구조재로써의 성능과 경량화의 효율을 높이기 위해서는 연신율의 희생을 최소화함과 동시에 더 높은 물성의 확보가 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 용체화 처리 직후 냉간 변형을 진행하여 전위를 형성시키고, 이 것이 시효 조건에 따라 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 압출된 AA 2026에 대해 500o C에서 4hr 용체화 열처리한 후 2 hr 이내 에 0%, 1%, 3%, 5%, 10%만큼 냉간 변형을 진행하였다. 이를 각각 상온에서 168 hr 이상 자연시효와 190o C에서 4 hr, 8 hr동안 인공시효를 진행하여 냉간 변형과 시효 조건에 따른 물성 및 미세 조직 변화를 확인하였다. 냉간 변형량이 증가함에 따라 소재 내 부의 전위가 선형적으로 증가함을 확인하였다. 자연 시효시에는 전위의 증가에 따른 가공 경화로 인해 물성이 증가하였으며, 인공 시효시에는 냉간 변형량이 커질수록 가공 경화와 더불어 소재 내부에 석출되는 S Phase의 길이가 짧아지고 빈도가 증가하여 더 높은 물성을 나타냈다. 그러나 고변형시에는 연신율이 감소하였고, 인공 시효 동안에 전위의 해소가 발생함에 따라 가공 경화로 인한 강화 효과가 감소하였다. 또한 전위 밀도가 많을수록 시효 속도가 빨라져 물성의 강화 및 열화가 빠르게 진행되었다. 결과적으로 3% 변형 후 190o C에서 4 hr시효시 항복 강도가 267 MPa에서 514 MPa로 증가하였으며 약 10%의 연신율을 확보할 수 있었다. 따 라서 AA 2026의 물성 향상을 위해서는 3~5% 변형후 190o C에서 4 hr 이하의 시간동안 인공시효하는 것이 가장 효율적이다.