다이캐스팅 공정으로 제조한 ADC12 알루미늄 합금의 물성 향상 및 진공 열처리 효과
Effect of vacuum annealing and characterization of diecast ADC12 aluminum alloys
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초록
최적의 조건에서ADC12 알루미늄 합금을 다이캐스팅 기법으로 제조하여 구조적, 기계적, 열적 성질을 연구하였다. 또한 진공에서 후속 열처리한 ADC12 알루미늄 합금의 기계적 물성 변화를 규명하였다. 방사광 X-선 회절 및 energy dispersive X-선 화학조성 분석법을 통하여 ADC12 합금은 알루미늄 기저에 알루미늄과 구리의 화합물인 Al2Cu 및 AlCu3 상이 결정질 형태로 분포하고 있음을 규명하였다. 대표적인 기계적 물성값인 인장강도와 연신율은 각각 307.9 ± 9.1 MPa 와 2.98 ± 0.62%이다. 기존 보고보다 우수한 열전도도(129.3 ± 0.27 W/m∙K)와 비이커스 경도값(Hv = 130)을 나타낸다. 후속 열처리 결과, 200°C 까지는 기계적 물성치가 일정하게 유지되었으나, 이후 500°C까지 열처리 온도를 증가시킬 경우에는 인장강도와 비이커스 경도가 점진적으로 감소하였다. 이는 열처리 도중 미세조직이 안정화되면서 인성과 연성이 향상되었기 때문이다.
Abstract
We report structural, mechanical, and thermal properties of diecast ADC12 aluminum alloys characterized using synchrotron X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray (EDX) analysis, thermal conductivity (λ), Vickers hardness (Hv), and stress-strain measurements. We also studied the effect of post-annealing performed in a vacuum atmosphere on the mechanical properties of diecast ADC12 alloys. EDX and XRD results revealed that Al2Cu and AlCu3 grains are formed, well dispersed in Al base and highly crystalline. Ultimate tensile strength (UTS) of 307.9 ± 9.1 MPa and elongation of 2.98 ± 0.62% were estimated. λ was 129.3 ± 0.27 W/m∙K and Hv was approximately 130. Both values were significantly higher than the reported values. At annealing temperatures ranging from 25 to 200°C, UTS and Hv values remained constant, while as the annealing temperature increased to 500°C, these values gradually decreased. This is because stabilization of the microstructure improves toughness and ductility.
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