알루미늄 합금 성분과 열처리 조건에 따른 조직 개향 및 특성 향상 연구

초록

A356 합금은 우수한 주조성 및 비강도 특성으로 인하여 수송기계 분야에서의 경량화 추세로 인해 적용 분야가 꾸준히 증가하고 있다. A356 합금의 주조 공정상 불가피하게 생성되는 기공은 기계적 특성을 저하시키는 요인으로 작용한다. 기존에 합금원소 점가에 따른 A356 미세조직 제어에 관한 연구가 많이 진행되었지만, 기공 형성 거동에 미지는 연구는 부족한 실정이다. 따라서, 합금원소 첨가를 통한 A356 합금의 기공 형성 거동에 대한 연구를 수행 중이다. 본 연구에서는 Mn 함량에 따른 기공률 기공 크기 등 기공 형성 변화를 조사하였다. 원심주조기를 활용하여 수소 0.1 MPa의 분위기에서 인고트를 제조하였다. A356 합금에 Mn의 함량을 0.05wt%~0.20wt%로 달리하여 제조하였고 제조된 시편의 기공률 및 기공 직경을 측정하였다. 기공률은 다공성 시편의 밀도와 벌크 시편의 밀도를 이용하여 측정하였고, 기공 직경은 응고 방향과 수직 및 수평 방향인 단면을 절단 후 연마와 애칭으로 전처리하고, 광학현마경을 이용하여 촬영 후 Image analyzer로 측정하였다. Mn 점가량에 따라 기공률 및 평균 기공 직경의 변화가 확인되었다. Mn의 첨가량이 증가할수록 기공률과 기공 크가가 감소하는 경향을 보였다. 특히, 기공 크기는 0.2wt%의 Mn이 첨가되었을 때 가장 낮은 값을 보였다. Mn 점가량에 따른 가공률이 감소하는 변화는 수소 용해도와 밀접한 관계가 있다. 기공 크기는 Mn 첨가량이 증가함에 따라 변화가 있었으며, 이는 불균질 핵 생성이 촉진되어 입자 미세화가 일어나 기공 성장을 방해하는 것으로 판단된다.