알루미늄 합금에는 어떤 열처리가 사용되나요?

알루미늄 합금의 열처리

어닐링

어닐링은 주조 응력과 가공으로 인한 내부 응력을 해소하고, 부품의 형상과 치수를 안정화시키며, Al-Si 합금 내의 일부 실리콘 결정체를 구상화시켜 연성을 향상시킵니다. 알루미늄 합금 주물은 280~300°C로 가열한 후 2~3시간 동안 유지한 다음, 용광로 내에서 실온까지 냉각합니다. 고체 용액이 서서히 분해되고 침전된 제2상 입자들이 합쳐지면서 내부 응력이 해소되고, 치수가 안정화되며, 연성이 향상되고, 변형 및 뒤틀림이 감소합니다.

담금질

담금질은 알루미늄 합금 주물을 일반적으로 공융점 근처이며 대개 500°C 이상의 고온으로 가열한 후, 용해성 상이 완전히 용해되도록 2시간 이상 그 온도를 유지하는 공정입니다. 그런 다음 주물을 60~100°C의 물에 급속히 담금질합니다. 급속 냉각을 통해 실온에서 용액 내에 강화 성분을 최대한 많이 유지할 수 있습니다. 이 처리는 용액 열처리 또는 냉간 처리라고도 합니다.

노화

저온 템퍼링이라고도 하는 에이징은 담금질된 알루미늄 합금 주물을 지정된 온도로 가열한 후, 해당 온도를 일정 시간 유지한 뒤 공기 중에서 실온까지 냉각시키는 공정입니다. 이 공정은 과포화 고체 용액을 분해하고 합금 매트릭스를 안정화시킵니다. 온도와 시간이 증가함에 따라, 원자들은 먼저 과포화 고체 용액 격자 내에서 재배열되어 용질 농도가 높은 G-P I 영역을 형성합니다. G-P I 영역이 사라지면, 제2상 원자들이 정해진 패턴에 따라 분리되고 G-P II 영역이 형성됩니다. 후속 단계로는 준안정 제2상의 형성, 소량의 준안정 상과 다수의 G-P II 영역의 공존, 준안정 상의 안정 상으로의 전이, 그리고 제2상 입자의 응집이 포함됩니다. 노화는 자연 노화와 인공 노화로 구분됩니다. 자연 노화는 실온에서 발생하며, 인공 노화에는 부분 인공 노화, 완전 인공 노화, 과노화가 포함된다.

부분적 인공 노화

주물을 150~170°C로 가열한 후 3~5시간 동안 이 온도를 유지합니다. 이를 통해 우수한 인장 강도, 연성 및 인성을 얻을 수 있지만, 내식성은 상대적으로 낮습니다.

완전 인공 노화

주물을 175~185°C로 가열한 후 5~24시간 동안 이 온도를 유지합니다. 이를 통해 충분한 인장 강도와 최대 경도를 얻을 수 있지만, 연신율은 낮아집니다.

과도한 노화

주조물을 190~230°C로 가열한 후 4~9시간 동안 이 온도를 유지합니다. 이 과정에서 강도는 감소하고 연성은 증가하여, 응력 및 부식에 대한 저항성이 향상됩니다. 이 공정을 안정화 템퍼링이라고도 합니다.

주기적 치료

주조물을 −50, −70 또는 −195°C와 같은 영하 온도로 냉각하여 일정 시간 유지한 후, 350°C 미만으로 가열합니다. 고체 용액 격자의 반복적인 수축과 팽창은 각 상에서 미세한 결정립 변위를 유발하여, 원자 분리 영역과 금속간 화합물 입자를 보다 안정된 상태로 만듭니다. 이를 통해 치수 및 부피 안정성이 향상됩니다. 순환 열처리는 일부 검사 기기 부품을 포함하여 정밀도가 높고 치수 안정성이 요구되는 부품에 사용되지만, 일반적인 주조품에는 일반적으로 적용되지 않습니다.

기본 알루미늄 합금 템퍼 명칭

ISO 2107:2023, 알루미늄 및 알루미늄 합금 – 가공 제품 – 템퍼 명칭, 대문자 한 글자를 사용하여 기본 템퍼 명칭을 정의합니다.