응고와 주조 조직
Al-Si계 아공정 주조 합금에 첨가하는 첨가물과 그 주된 효과의 조합으로 옳은 것은 무엇인가?
- A소량의 Sr이나 Na는 공정 Si를 조대한 판상에서 미세한 섬유상으로 바꾸고, Al-Ti-B 합금은 초정 α-Al의 결정립을 미세하게 한다
- B소량의 Sr이나 Na는 초정 α-Al의 결정립을 미세하게 하고, Al-Ti-B 합금은 공정 Si를 조대한 판상에서 미세한 섬유상으로 바꾼다
- C소량의 Sr이나 Na도 Al-Ti-B 합금도 용탕의 수소를 제거하는 탈가스제로 작용하여 가스 기공을 줄인다
정답과 해설 보기
정답: A. 소량의 Sr이나 Na는 공정 Si를 조대한 판상에서 미세한 섬유상으로 바꾸고, Al-Ti-B 합금은 초정 α-Al의 결정립을 미세하게 한다
Al-Si 합금의 공정 Si는 그대로 두면 패싯 성장한 조대한 판상(단면에서는 침상)이 되어, 균열의 기점이 되고 연신율을 낮춥니다. 수십~수백 ppm의 Sr이나 Na를 첨가하면 Si의 성장에 쌍정이 많이 들어가 가지를 치며, 미세한 섬유상 공정이 되므로 연신율과 인성이 올라갑니다. 이를 개량 처리라고 합니다. 한편 Al-Ti-B 합금(TiB₂나 Al₃Ti 입자를 포함)은 초정 α-Al의 불균일 핵생성 자리를 제공하고, 녹아든 Ti가 성장을 억제하여 결정립을 미세하게 하는 결정립 미세화제입니다. 두 역할을 뒤바꾼 선택지는 틀렸습니다. 탈가스는 아르곤 취입 등으로 하며, Sr은 오히려 수소에 의한 기공을 늘리는 경향이 있습니다. 과공정 합금의 초정 Si 미세화에는 인을 사용합니다.