급냉응고법으로 제조된 Al-19Si-5Fe계 합금의 미세조직 및 경도특성

초록

비중과 열팽창계수가 낮고 내마모성이 우수한 과공정 Al-Si계 합금은 수송기기 및 가전용 부품 등에의 사용이 증대되고 있지만, 본 합금을 통상의 주조법으로 제조하는 경우에는 조대한 조직(Si, 금속간화합물 등)의 생성에 의해 기계적 성질이 떨어지므로, 미세, 균일한 조직과 이에 따른 우수한 기계적성질을 확보할 수 있는 급냉응고법이 주목받고 있다. 또한, 내열성 및 고부하 지향의 보다 가혹한 조건 하에서 사용가능한 과공정 Al-Si계 합금의 개발이 요구되어지고 있다. 이러한 요구에 따라 과공정 Al-Si계 합금에 Fe와 Cu를 첨가하여 내열성과 기계적 성질을 더욱 향상시킨 Al-Si-Fe-Cu계 급냉응고 합금이 개발 중에 있으며 일부는 극히 최근에 일본에서 snow mobile용 피스톤으로 실용화되었다. 본 실험에서는 급냉응고법으로 제조된 Al-19Si-5Fe-1.5Cu합금 및 본 합금을 기지로 하여 SiC입자를 분산시킨 복합재료에 대하여 미세조직 및 경도특성을 조사하였다. 그 결과, 급냉응고 → 열간압출법으로 제조된 Al-19Si-5Fe-1.5Cu합금은 초정 Si 및 금속간화합물(주로 Al-Fe-Si계)이 미세, 균일하게 분포된 조직을 나타내었다. 압출재의 경도값은 약 300℃까지는 온도에 거의 의존하지 않고 일정하였으며, 300℃ 부근에서 피크값을 보인 후 400℃ 이상에서 온도 상승에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 300℃ 부근에서 관찰된 경도의 피크는 미세화합물의 석출에 기인하는 것으로 추정되었다. 도한 모든 온도영역에서 SiC입자가 2wt.%첨가된 재료가 무첨가재 및 5wt.% 첨가재보다 높은 경도값을 갖는 것으로 밝혀졌다.