AlCuMg 합금에서의 부식 및 응력부식 균열성장에 대한 연구

Abstract

구조재로 많이 쓰이고 있는 AlCuMg합금 (AA2024) 을 시효 조건과 소입속도등을 변화시켜 석출 조직의 변화에 따른 부식 및 응력부식 균열 성질의 변화를 조사하였다. 시료는 Al-4.49w/o Cu-1.47w/o Mg-0.73w/o Mn-0.35w/o Fe-0.39w/o Si 의 조성이었으며 가공방향에 따라 방향성 조직을 가지고 있었다. 부식 용액은 53g/l\; NaCl+9ml/l 30\% $H_2O_2$의 조성이었으며 부식 성질은 $23\,^\circ \pm 2\,^\circ\!C$에서 linear polarization방법으로써 측정하였고, 응력부식 균열 성질은 $30\,^\circ \pm 1.5\,^\circ\!C$에서 DCB시편을 사용하여 $K_I$ vs a관계 곡선을 구하였다. 열처리는 $493\,^\circ \pm 1\,^\circ\!C$에서 1시간동안 용체화 처리를 한후 $20\,^\circ\!C$ 물에 소입하고, $170\,^\circ,\; 190\,^\circ,\; 220\,^\circ\!C$에서 2.5,5,10,16시간 시효 처리를 하였으며, 소입속도는 소입 매질로써 $20\,^\circ\!C$물, $60\,^\circ\!C$물, 기름, $100\,^\circ\!C$물등을 사용하여 조절한후 자연시효를 행하였다. 부식 전위 및 부식속도는 시효가 진행됨에 따라 감소하다가 어느 시효정도 이상에서는 일정한 값을 나타내었으며 소입속도에 따라서는 부식전위는 거의 변화가 없었으나 부식속도는 소입속도가 가장 빠른경우($20\,^\circ\!C$물에 소입한경우)에만 약간 작은 값을 나타내었다. 응력 부식균열 저항성을 나타내기 위해 $K_{ISCC}/K_{Iini}$값을 사용하였으며 이 값은 시효 온도가 높을수록, 소입속도가 빠를수록 증가하였고 이를 일반적인 응력부식균열 성질의 변화와 비교할때 이 값이 응력 부식균열저항성을 나타내는 지표로 사용될 수 있다고 보아진다. $K_I$ vs a 관계곡선은 응력부식 균열 저항성이 증가하면 수평한 부분(제2영역)이 짧아짐을 알 수 있었으나 최대균열 성장속도만은 선정하였다.