| 초록 |
최근 수송기기 경량화의 핵심 소재로서 고비강도 특성을 갖는 Al-Zn-Mg-Cu계 알루미늄 합금에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. Al-Zn-Mg-Cu계 알루미늄 합금은 용체화처리 후 인공시효에 의한 석출강화를 이용하여 고비강도 특성을 구현할 수 있는 소재이나 용체화처리 후 자연시효 현상이 발생하여 설계된 특성과 상이한 특성을 나타내는 경우가 자주 발생한다. 본 연구에서는 열간압출 후 450ºC에서 용체화처리한 Al-7.6Zn-2.6Mg-2.0Cu-0.1Zr-0.1Ti(wt.%) 합금의 자연시효 시간에 따른 석출 거동과 기계적 특성에 대하여 고찰하였다. 시효 거동 분석을 위하여 경도 및 비저항 측정, 열분석을 실시하였으며, TEM(transmission electron microscopy), GPA(Geometric phase analysis), 3D-APT(3-dimensional atom-probe tomography)를 이용하여 석출상 생성 거동을 관찰하였다. 또한 인장 특성 평가를 통하여 미세조직과 연계한 강화기구를 설명하고자 하였다. 0.5시간 자연시효 후 GP-I zone이 형성되었으며 자연시효 시간이 증가함에 따라 경도와 비저항이 증가하였다. 자연시효 1500시간부터 GP-II zone이 형성되었으며 이후 자연시효 시간에 따라 경도는 지속적으로 증가하나 비저항은 감소하였다. 3D-APT 분석 결과 GP zone은 55Al-23Zn-20Mg-3Cu (at.%) 조성으로 Zn/Mg비(at.%)는 약 1.2였으며 평균 반경, 분포밀도, 부피분율은 각각 0.76 nm, 3.2 × 1024 m-3, 0.58%였다. 각 GP zone의 중심부에서의 lattice misfit strain은 GP-I 2.6%, GP-II 7.8%로 측정되었다. 인장시험 결과 자연시효에 의하여 항복 및 인장 강도가 증가하였으나 연신율은 감소하였다. 1500시간 자연시효된 시편에서 항복강도 모델링을 통하여 도출된 GP zone에 의한 강도 증가분은 약 346MPa로 이는 약 4%의 misfit strain을 갖는 GP zone의 dislocation shearing에 기인하는 것으로 판단된다. |
