알루미늄합금 재료의 산화막 형성이 피로거동에 미치는 영향 = Effect of Oxide Film Formation on the Fatigue Behavior of Aluminum Alloy

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 알루미늄 7075-T6 재료의 부식 기간별 표면 산화막 형성이 피로거동에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 사용된 알루미늄 재료는 부식에 대한 부동태화 현상으로 부식저항 특성이 높은 금속으로 알려져 있다. 알루미늄 합금은 다른 재료에 비해 가볍고 강한 재료 특성 때문에 항공기 부품 산업과 같은 다양한 산업분야에서 널리 사용되고 있다. 때문에 부식에 대한 재료의 피로거동 특성과 부식에 대한 부동태화 특성에 대한 연구가 요구된다. 4절점 회전 굽힘 시험기를 사용하여 부식 기간별 재료의 피로거동 특성을 확인하였고, 표면 거칠기를 측정하여 부식 기간별 알루미늄 재료의 표면 부식 정도를 평가하였다. 또한 전자주사현미경을 통해 파단면 분석 및 재료 표면에 형성된 산화막을 측정하였다. 실험결과 초기 부식 4주 동안은 부식이 활발히 진행되어 피로수명은 크게 감소하고 표면 거칠기는 증가하였다. 하지만 4주 이후부터 재료의 부동태화 현상으로 부식 반응이 둔화되는 경향을 보였다. 전자주사현미경을 통한 분석에서도 표면 산화막의 성장이 4주 이후부터 둔화되어 재료 표면의 산화막이 보호층 역할을 하여 더 이상의 부식진행을 방지한다는 결론은 얻었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, the effects of surface oxide film formation on the fatigue behavior of 7075-T6 aluminum alloy were analyzed in terms of the corrosion time of the alloy. The aluminum material used is known to have high corrosion resistance due to the passivation phenomenon that prevents corrosion. Aluminum alloys have been widely used in various industrial applications such as aircraft component manufacturing because of their lighter weight and higher strength than other materials. Therefore, studies on the fatigue behavior of materials and passivation properties that prevent corrosion are required. The fatigue behavior in terms of the corrosion time was analyzed by using a four-pointing bending machine, and the surface corrosion level of the aluminum material in terms of the corrosion time was estimated by measuring the surface roughness. In addition, fractographic analysis was performed and the oxide films formed on the material surface were studied by scanning electron microscopy (SEM). The results indicated that corrosion actively progressed for four weeks during the initial corrosion phase, the fatigue life significantly decreased, and the surface roughness increased. However, after four weeks, the corrosion reaction tended to slow down due to the passivation phenomenon of the material. Therefore, on the basis of SEM analysis results, it was concluded that the growth of the surface oxide film was reduced after four weeks and then the oxide film on the material surface served as a protection layer and prevented further corrosion.