Al Bronze(ASTM B148 C95400) 사형(沙型) 주조품의 취성 파단 발생부 기계적 시험과 미세조직 분석을 통한 파손 원인과 대안
- 발행기관 강릉원주대학교 신소재공학과
- 발행년도 2021
- 학위수여년월 2021. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 신소재공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/kangnung/000000010969
- UCI I804:42001-000000010969
- 본문언어 한국어
초록/요약 도움말
이 논문은 ASTM B148 C95400의 알루미늄청동(알브론즈) 사형 주조품의 파손사례 연구이다.. 알브론즈 재질은 우수한 전기 및 열 전도성, 부식 및 피로 저항에 좋은 장점이 있다. 사형 주조는 경제적으로 비용이 적게 소요되고 생산이 용이하므로 광범위하게 된다. ASTM148의 알루미늄 청동은 Ni, Al, Mn 및 Fe 조성 및 열처리에 여러 등급으로 나누어진다. 이중 일부 재질의 열처리는 β 형성의 용융 거동으로 인해 열처리에 주의가 필요하다. 약 8 wt%의 알루미늄 함량을 가진 구리 합금은 고온에서 β 가 형성되며, 이러한 β 는 느린 냉각 시 α 및 γ2의 공석 반응이 나타난다. 본 논문은 ASTM B148 C95400의 알브론즈 사형 주조 소재를 사용하여 제품을 제작하였으며, 이렇게 제작된 제품이 사용 중 제품 본체의 전 두께에 대해서 취성 파괴가 발생되었다. 논 본문은 이러한 취성 파괴 원인을 규명하기 파손된 단면의 광학현미경(OM), 전자현미경(SEM) 및 에너지 분산 분광기(EDS)의 분석과, 파손이 발생된 제품의 시편을 채취하여 각종 기계적, 화학적 분석을 진행하였다. 위의 분석결과에 따라 공석반응으로 인한 연성과 노취 인성이 저하되는 γ2가 발생이 되었지만, 파손의 주요 요인은 탈가스 공정이 제대로 진행되지 못하여 파손된 제품내 다량의 기공으로 인한 연신율의 저하가 주요 원인으로 확인되었다 파손이 발생된 제품의 단면에는 사형주조 과정에서 탈가스가 제대로 진행되지 못하여 발생된 기공이 다량으로 확인되었다. 특히 이러한 기공은 연신율이 현저하게 저하되는 것으로 확인되었다. ASTM B148 C95400 의 포함된 알루미늄은 강한 산화를 발생시키는 원소이며 주조과정에서 대기중의 수소와 반응으로 주조품 내부의 다량의 기공과 수축공을 발생시키는 것으로 알려져 있다. 주제어: 알-브론즈, ASTM B148 C95400, 사형 주조, 취성파괴, β 공석반응, 수소 흡수, 냉각 속도, 탈가스, 주조 계획
more목차 도움말
1. 서 론 12
2. 이론적 배경 13
2.1 Al-Bronze, ASTM B148 C95400 14
2.2 사형 주조(Sand Casting) 21
2.3 사형 주조 시 기공 및 수축공과 연신율 30
2.4 알루미늄의 수소용해도 32
2.5 기계적 시험법(Mechanical test) 34
2.6 연성파괴(Ductile Fracture)와 취성파괴(Brittle Fracture) 40
3. 실험방법 45
4. 실험결과 49
4.1 화학적 성분분석 및 결과(Chemical Composition Test by Spark Emission Spectrometer) 49
4.2 기계적 시험 중 인장시험(Tensile Test) 52
4.3경도시험(Hardness test) 55
4.4 Cross Sectional Microstructural Examination 56
4.5 Fracture Surface Examination 62
4.6 기공 밀도 분석 및 기계적 성질 저하의 상관관계 71
4.7 기공 밀도와 기계적 성질과의 상관관계 73
4.8 분석결과 74
4.9 재질 개선을 위한 열처리 수행 및 결과 76
5. 결 론 78
6. 주요 경력 80
7. 감사의 글 81
8. References 83
