Al의종류


1. Al의 종류

알루미늄 합금주물에 사용되는 주요한 합금계는 Al-Cu계, Al-Cu-Si계, Al-Cu-Mg-Ni계, Al-Si계, Al-Si-Mg계, Al-Mg계등이다.

표 3-21

< 표 1. 주물용 알루미늄 합금의 화학조성 >

① Al-Cu계 합금(ACIA)

고용체 중의 Cu의 용해도는 공정온도(548℃)에서 5.7%이나 온도의 저하에 따라 용해도를 감소하여 400℃에서 1.5%, 200℃에서 0.5% 정도가 된다.
따라서 4%Cu 정도의 합금을 500℃부근에서 가열하여 급냉하면 과포화 고용체가 얻어지며 이것은 상온에서 불안정하여 제 2상을 석출하려는 경향이 있으며, 시간의 경과에 따라 강도 · 경도를 증가하여 상온시효(natural aging)를 일으킨다.
또한 상온보다도 조금 높은 온도(100～160℃)에서 성질의 변화를 일으킬 때는 인공시효(artificial aging)라 한다. 이러한 시효현상은 Al의 (100)면에 동원자가 모여서 극히 미세한 2차원적 결정이 형성되어 이것이 경화의 원인이 되는 것이며, 이것을 Guinter Preston aggregate라 한다.
Guinter Preston aggregate 에는 두 가지형이 있으며, 처음에 부분적으로 규칙적 배열을 하는 aggregate(Ⅰ)이 생기고, 이것이 다음에 규칙적 배열을 갖는 aggregate(Ⅱ)가 된다.
시효온도가 높으면 고용체로부터 완전한 결정을 이루는 석출상()이 분리하게 되며, 이 석출상태에서 재료는 최고 경도가 된다.
시효온도가 더욱 높거나 시효시간이 길어지면 상이 고용체 격자에서 분리하여 상으로서 석출해서 연화가 일어나 과시효(over aging)의 상태가 된다.
요컨대 Al-Cu합금(2～4.5%Cu)은 과포화 고용체에서 상의 석출까지 다음과 같은 과정을 거친다.

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