알루미늄 합금 구분, 알루미늄 합금 열처리 종류 구분, 열처리 기호

<구분>

• 기본 열처리
  • 담금질  (Quenching) 
  • 뜨임 (Tempering)
  • 풀림, 소둔 (Annealing) 
    • 완전소둔 (Full Annealing)
    • 구상화 소둔 (Sphericidizing Annealing)
    • 재결정 소둔 (Recrystallization Annealing)
    • 응력제거 소둔 (Stress Relief Annealing)
    • 균질화 소둔 (Homogenizing Annealing)
  • 불림 (Normalizing)
• 가공열처리 (thermomechanical treatment)
  • 오스포밍 (Ausforming)
  • 아이소포밍 (isoforming)
  • 가공퀜칭
  • 열간가공(제어압연)
  • 오스템퍼링 (Austempering)
• 시효경화열처리  ★
• 심냉처리

 

<기출>

• 금속 21-4-4 Al-Si 주조용 합금의 열처리 T4, T6, T7에 대하여 설명하고, 일반 다이캐스팅 주조품 용체화처리 시 나타나는 블리스터(blister)란 무엇인지 설명하시오.
• 금속 16-1-4 알루미늄 합금 제품을 열처리하는 방법 3가지를 설명
• 금속 14-1-6 AC4C-T6 처리에 대하여 설명하시오
• 금속 14-1-9 알루미늄합금 제품의 열처리 방법을 3가지만 설명하시오

 

1. 알루미늄 및 알루미늄 열처리 구분 

 

1) 알루미늄 합금 개요 / 알루미늄 특징

 주기율표 13족에 3주기에 속하는 금속 원소로 원소기호는 Al, 원자량은 26.981g/mol, 녹는점은 660.32℃,  끓는점 2519℃, 밀도는 2.7g/cm3이다. 은백색의 가볍고 무른 금속으로 지구의 지각을 이루는 주 구성 원소 중 하나이다. 가볍고 내구성이 큰 특성을 이용해 원자재 및 재료로 많이 사용된다.

• 내식성이 뛰어남
• 가볍고 내구성이 좋음 (밀도가 철의 1/3) 
• 열전도율 우수 
• 비자성체 
• 반사성이 좋음 

알루미늄 프로파일

2) 알루미늄 구분 

크게 열처리형 합금(석출경화형)과 비열처리합금(고용강화형)으로 나눌 수 있음

알루미늄 합금 구분

 

(1) 열처리형 합금 (석출경화형)

① 2000계열 (Al-Cu계 합금)

강도는 높지만 내식성과 용접성은 떨어짐. 리벳접합에 의한 구조물로 이용

대표적으로 두랄루민(A2017, Al-Cu4%-Mg0.5%-Mn0.5%)이 있으며, 시효경화(age-hardening)의 특성이 있음 
두랄루민은 시효경화로 인해 철강재 수준의 강도를 보이지만 비중이 철강의 1/3정도라 경량화소재로는 최고의 성질 

초두랄루민(A2024, Al-Cu4.5%-Mg1.5%-Mn0.6% 2017보다 내식성이 다소 떨어짐, T4처리시 48kfg/mm^2의 강도)

 

② 6000계열 (Al-Mg-Si계 합금)

용접성과 내식성이 양호, 형재 및 관 등 구조물에 이용됨

 

③ 7000계열 (Al-Zn계 합금 + Mg, Cu.. ) 

Zn을 주첨가성분으로 함.

7000계열중에 과 초두랄루민이 존재 (A7075)
초초두랄루민은 T6 열처리에서 큰 강도를 올릴 수 있음 (570MPa)

 

(2) 비열처리 합금 (고용강화형)

① 1000계열 (순도 99%) 

순 Al로서, 내식성이 좋고 광의 반사성, 열의 전도성이 뛰어남

강도는 낮지만 용접 및 성형가공이 용이

 

② 3000계열 (Al-Mn계 합금) 

냉각가공에 의해 각종 성질을 갖게 됨 

순 Al에 비해 강도, 용접성, 내식성, 성형가공성이 좋음 

 

③ 4000계열 (Al-Si계 합금) 

용접성 좋음 (A4032는 단조피스톤재료로 사용, A4043은 용접와이어로 사용(용융점이 낮음))

 

④ 5000계열 (Al-Mg계 합금) 

강도가 높은 비열처리 합금, 용접성과 내식성이 양호함 

 

 

 

3) 알루미늄 열처리 구분

• F (As fabricated, 제조 그대로) : 제조 그대로 사용
• O (Zero, Annealed, 응력제거) : 응력제거 실시
• H (Strain hardening, 가공경화한 상태) : 냉간가공으로 가공경화한 것 (n은 단단한 정도, 인장강도, 높을수록 경질)
  • H1n : 가공경화한 것
  • H2n : 가공경화 한 것에 적당히 풀림처리 (H18.. H17~ 이런)
  • H3n : 가공경화 한 것에 안정화처리 
• W : 소입 후 시효경화중인 상태
• T (Temperature, 열처리) : 열처리하여 사용, F,O,H외의 열처리
  • T1 : 고온가공 후 자연시효 
  • T2 : 고온가공 후 냉간가공 후 자연시효 (풀림처리, 이후 안정화)
  • T3 : 용체화처리 후 냉간가공 후 자현시효 (담금질처리 후 상온가공경화, 이후 안정화)
  • T4 : 용체화처리 후 자연시효 (담금질처리 후 자연시효(안정화))
  • T5 : 고온가공 후 인공시효 (담금질처리 생략 후 뜨임처리만)
  • T6 : 용체화처리 후 인공시효 (담금질처리 후 뜨임처리, 최고경도) 
  • T7 : 용체화처리 후 안정화처리 (과도하게 시효처리된 제품에 적용, 안정화 열처리) 
  • T8 : 용체화처리 후 냉간작업 후 인공시효 (용체화 처리 후 강도증대를 위해 냉간작업 후  연화뜨임)
  • T9 : 용체화 처리 후 인공시효 후 냉간작업 (침전 열처리(뜨임)가 실시된 제품에 강도 증대를 위한 냉간 작업)
  • T10 : 고온가공 후 냉간작업 후 인공시효 (열간가공 후 냉간작업 후 침전열처리)

기본열처리 - 풀림(Annealing), 소둔

열처리별 Al6061의 인장 성질, HRD

 

 

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