교반주조로 제작한 A356/SiC 복합재의 기계적 성질 및 열 피로 거동 = Mechanical properties and thermal fatigue behavior of A356/SiC composites fabricated by stir casting

국문 초록 (Abstract)

알루미늄 합금에 SiC powder를 강화재로 첨가한 알루미늄 기지 복합재는 높은 비강도와 우수한 내마모성 및 고온강도로 차량용 경량재료로 사용이 기대되어 다양한 연구가 진행되고 있다. 알루미늄 기지 복합재를 만드는 방법 중 교반주조법은 액상 제조공정으로, 제조과정이 비교적 간단하고 제조비용이 저렴하여 대량생산에 용이하다. 그러나 알루미늄 용탕과 SiC 강화재 간 젖음성이 좋지 않아 용탕 내 혼입이 어려워 SiC를 다량 첨가하기 어렵고 제작된 복합재 내에 기공 및 클러스터가 형성되어 기계적 성질이 비교적 열악하다.
본 연구에서는 반응고 경로를 통한 교반주조법을 이용해 10 wt%의 SiC를 용탕내에 분산시켜 복합재를 제조하였다. 제작한 복합재는 기지재 합금에 비해 미세한 결정립을 지니며 SiC가 적절히 분산되어 우수한 물성을 지닌다. 또한 저주기 열피로 시험 결과 고온에서도 안정적으로 사용할수 있음을 보였다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 이론적 배경 4
• 2.1 금속 기지 복합재 4
• 2.1.1. 복합재의 정의 4
• 2.1.2. 제조방법에 따른 금속 기지 복합재의 분류 7
• 2.2 액상 Al과 강화재 간 젖음성 9
• 2.2.1 젖음성 9
• 2.2.2 젖음성 개선을 위한 기존 연구 11
• 2.3 알루미늄 합금의 반응고 주조 13
• 2.4 금속의 강화기구 15
• 2.4.1. 분상강화 15
• 2.4.2. 석출경화 15
• 2.4.3. 결정립 미세화 16
• Ⅲ. 실험 방법 17
• 3.1. 복합재 주조 17
• 3.1.1 장치 및 재료 준비 17
• 3.1.2 반응고 경로를 통한 교반주조 17
• 3.2. 복합재 열처리 22
• 3.3. 복합재 열피로 시험 23
• 3.4. 복합재 분석 24
• 3.4.1. 미세조직 관찰 24
• 3.4.2. 인장시험 24
• 3.4.3. 경도시험 26
• Ⅳ. 실험결과 및 고찰 27
• 4.1 미세조직 분석 27
• 4.1.1. 반응고 경로를 통한 교반주조가 결정립 크기에 미치는 영향 27
• 4.1.2. 복합재의 미세조직 관찰 30
• 4.2 기계적 특성 평가 32
• 5. 결론 39
• 참고문헌 40
• Abstract 43