Cu-Ti-(Ni,Co) 합금 박판의 경도 및 굽힘 가공성에 미치는 첨가원소와 시효처리의 영향 = Effects of alloying elements and aging treatment on the hardness and bending workability of Cu-Ti-(Ni,Co) alloy sheets

국문 초록 (Abstract)

Cu 합금은 우수한 전기전도도를 바탕으로 커넥터, 전기배선과 같은 전기·전자부품에 가장 많이 사용되고 있다. 커넥터 부품에 사용되는 Cu 합금은 조립 및 작동 과정에서 가해지는 기계적 응력에 견딜 수 있는 높은 강도와 굽힘 가공을 통해 성형되므로 우수한 굽힘 가공성을 동시에 가져야한다. 자동차 산업에서 미래형 자동차의 경량화와 고지능화로 인한 커넥터 부품의 지속적인 발전에 따라 자동차 내 커넥터 부품 재료로 사용되는 Cu 합금의 강도 및 굽힘 가공성 향상의 요구가 지속적으로 증가하고 있다. 커넥터 부품으로 널리 사용되고 있는 Cu-Be계 합금의 경우 우수한 기계적 특성을 가지지만 Be의 높은 원가, 잠재적인 인체 유해성으로 인해 대체 합금의 개발이 시급한 실정이다. 대체 합금으로 주목받고 있는 Cu-Ti 합금의 기계적 특성 향상을 위한 여러 연구가 계속해서 보고되고 있지만 대부분이 강도와 전기전도도에 초점이 맞춰져 있으며, 첨가원소 및 시효처리 시간에 따른 굽힘 가공성 변화와 미세조직 간의 상관관계에 대하여 체계적으로 분석한 연구는 부족한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 두께 0.15 mm의 Cu-Ti-(Ni,Co) 합금 박판을 450 ℃에서 6시간까지 시효처리한 후 비커스 경도 측정과 굽힘 가공성 평가를 진행하였다. 각 조성별로 시효처리 시간에 따른 미세조직 변화의 차이를 비교 분석하기 위해 결정립 크기 및 이차상 분율을 정량화 하고 X-ray 회절 분석을 진행하였다. 또한 각 조성별로 시효처리 시간에 따른 굽힘 가공성 변화를 비교 분석하기 위해 JCBA T307: 2024 규격에 따라 굽힘 가공성 평가를 진행하였지만 시효처리 시간에 따른 굽힘 가공성 변화는 나타나지 않았다. 이에 각 조성별로 최대 경도를 나타내는 1시간 시효처리 조건에서 굽힘부 단면에 대한 주사전자현미경 관찰 및 후방산란전자 회절패턴 분석 결과를 비교 분석하였다. 최종적으로 첨가원소 및 시효처리 시간에 따른 미세조직 변화와 경도 및 굽힘 가공성 변화의 상관관계에 대하여 고찰하였다.

목차 (Table of Contents)

• 국문 요약 iii
• 1. 서론 1
• 1.1 연구배경 1
• 1.2. 연구목적 4
• 2. 이론적 배경 5
• 2.1 Cu 합금의 강화 기구 5
• 2.2 석출강화형 Cu 합금 7
• 2.2.1 Cu-Be 합금 7
• 2.2.2 Cu-Ti 합금 9
• 3. 실험 방법 13
• 3.1 Cu-Ti-(Ni,Co) 합금 박판 13
• 3.2 시효처리 15
• 3.3 비커스 경도 15
• 3.4 굽힘 시험 15
• 3.5 X-ray 회절 16
• 3.6 미세조직 관찰 16
• 4. 실험 결과 20
• 4.1 비커스 경도 20
• 4.2 미세조직 분석 22
• 4.2.1 결정립 크기 측정 22
• 4.2.2 이차상 조성 분석 및 분율 정량화 27
• 4.2.3 X-ray 회절 분석 31
• 4.3 굽힘 가공성 평가 33
• 4.4 굽힘부 단면 분석 38
• 4.4.1 주사전자현미경 관찰 38
• 4.4.2 EBSD 분석 43
• 5. 고찰 49
• 5.1 첨가원소 및 시효처리 시간이 경도에 미치는 영향 49
• 5.2 첨가원소 및 시효처리 시간이 굽힘 가공성에 미치는 영향 53
• 6. 결론 57
• 7. 참고문헌 59
• 영문 요약 62