자연과학 자료 물리실험 자료 cl-cu 시효경화( Al-4%Cu을 용체화처리를 한 후 시효처리를 할 때 시간에 따른 경도차이) 자료
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자연과학 자료 물리실험 자료 cl-cu 시효경화( Al-4%Cu을 용체화처리를 한 후 시효처리를 할 때 시간에 따른 경도차이)
[자연과학] [물리실험] cl-cu 시효경화( Al-4%Cu을 용체화처리를 한 후 시효처리를 할 때 시간에 따른 경도차이)
목 차
【서 론】
1. 실험목적
2. 실험이론
【본 론】
3. 실험재료
4. 실험과정
6. 실험결과
【결 론】
7. 결론 및 토의
8. 문 제
【참고문헌】
【서 론】
1. 실험목적
: Al-4%Cu을 용체화처리를 한 후 시효처리를 할 때 시간에 따른 경도차이를 알아본다.
2. 이론적 배경 1) 시효경화
: 상온에 방치해 두어도 단단해지는 경우와 어느 정도 가열하지 않으면 단단해지지 않는 경우가 있는데, 상온에서 단단해지는 것을 상온시효 또는 자연시효라 하고, 어느 정도 가열해야만 단단해지는 경우를 뜨임시효 또는 인공시효라 한다. 시효가 일어나는 까닭은 금속재료의 본래의 상태가 불안정하여 안정 상태로 변하기 때문인데, 이 변화를 일으키기 위해서는 금속 결정 속에서 원자가 필요한 만큼 움직여야 한다. 이 움직임이 상온에서도 가능하면 상온시효가 일어나지만, 온도가 너무 낮아 금속원자의 이동이 일어나지 않을 경우에는 어느 정도 가열해 줌으로써 변화가 일어나므로 인공시효가 된다.
가장 일반적인 설명은 Al-Cu 합금계에서 볼 수 있다. 그림 10-25에서는 서냉에 의하여 얻을 수 있는 미세구조와 함께 Al-Cu 상태도의 알루미늄 함량이 많은 부분을 보여주고 있다. 석출물은 비교적 조대하고 결정립계에 고립되어 있으므로 2차상의 존재로 인한 경화는 별로 이루어지지 않는다.
그림 10-26은 상당히 다른 열이력을 보여주고 있다. 여기서 조대한 미세구조는 우선 단상영역(ĸ)까지 재가열된다. 이것을 용체화처리라고 한다. 그 다음에 단상구조를 상온까지 퀜칭시키면 석출은 매우 느리므로 과포화 고용체가 준안정상으로 남게된다. 중간온도로 재가열하면, 알루미늄 안에 구리원자들의 고체확산이 충분히 빠르게 일어나므로 미세하게 분산된 석출물이 형성된다.
이 석출물들은 효과적인 전위장애물이 되며, 합금을 본질적으로 강화시킨다. 이 석출과정은 시간을 필요로 하므로 이 과정을 시효경화라고도 부른다. 그림 10-27은 과시효를 나타내며 여기서는 석출과정이 오랫동안 계속되므로 석출물들이 연합하여 보다 거칠고 큰 석출물로 분산되는데 이것은 전위장애물로서의 효과가 낮다.
그림 10-28은 초기단계 동안에 형성된 구조를 보여주며, 이 구조는 전위장벽으로 매우 효과적이다. 이들 석출물을 Guinier-Preston(G-P)zone 이라 하며, 매트릭스와 석출물의 결정 구조가 연장하여 유지되는 정합계면을 갖는 것이 특징이다. 과시효가 일어나면서 큰 석출물들이 형성될 때 이러한 정합은 사라진다.
2) 용체화 열처리 (solution heat treatment)
: 비철 금속에서 전형적인 석출 강화형 합금인 Al-4%Cu 합금을 예로 들어 보자.
그림 2.7)에서 나타낸 바와 같이 이 조성의 합금은 500℃ 이상에서 단상의 α 고용체로 된다. 이 온도에서 냉각시키면 고용 한계선(solvus line)이하에서 제2상인 θ 상(CuAl2)을 석출시킨다. 이 θ 상은 매우 단단하고 취약한 금속간 화합물(金屬間化合物,intermetallic compound)이므로, 이 상이 강화에 이용되는 것이다.
그런데 제2상이 강화에 기여하기 위해서는 크기,형상 및 분포 상태가 2-3-1절에서 언급한 기준에 부합되어야만 한다.
실제로 위의 Al-4%Cu 합금을 냉각시 정상적인 속도로 냉각시키면 그림 2.7) 에서 볼 수 있듯이 θ 상이 연속적인 판상의 형상 및 분포를 나타낸다.
제2상이 이러한 형상이나 분포 상태를 갖는 경우에는 강화에 기여하지 못하게 된다.
따라서 석출 강화를 일으키기 위해서는 그림 2.7)의 아래의 왼쪽 그림처럼 구형의 θ 상이 미세하고 균일하게 분포할 수 있는 열처리 방법을 고안해야만 한다.
이것은 용체화 처리(溶體化處理,solution heat treatment)와 시효(時效,aging)과정을 통해서 이루어진다.
석출 강화의 과정을 설명하기 위하여 다시 Al-4%Cu 합금(그림 2.8의 상태도 참조)을 예로 들어 설명하기로 한다.
(1) 용체화 처리
자료출처 : http://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?xid=a&kid=b&pk=14042519&sid=leesk55&key=
[문서정보]
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파일종류 : HWP 파일
자료제목 : 자연과학 자료 물리실험 자료 cl-cu 시효경화( Al-4%Cu을 용체화처리를 한 후 시효처리를 할 때 시간에 따른 경도차이)
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