1. 서론
高珪素 Al-Si 合金은 현재 가장 중요한 피스톤 材料이다. 피스톤 材料로서의 이 合金에는 소량의 Cu, Mg, Ni, 元素가 첨가되어 있다. 이 元素들의 효과에 대한 기본적인 연구는 그렇게 많지 않다.^(1, 2, 3, 4)) 著者는 이 合金의 중요성이 날로 증대함에 비추어 전기한 각 첨가원소가 Al-Si 合金의 기계적인 성질에 如何한 영향을 주는가를 다각도로 조사 검토하였다. 여기에 그 결과를 간단히 보고하고져 한다.
2. 실험방법
실험에 사용한 원료는 純 Al ingot(99.7%)를 주원료로 하고 그것에 金屬珪素(98.0%)를 첨가하여 33%의 母合金을 만들어 그것을 主體로 하여 純 Al을 가하므로 20% Al-Si 合金을 중유로에서 200番 흑연도가니를 사용하여 용해한다. 그것에 첨가원소인 Cu, Mg, Ni 원소를 金屬 Cu, Mg, Ni로써 1%씩 첨가하여 直徑 20㎜ 길이 200㎜의 金型에 주입하여 시료를 얻어 그것의 현미경조직 및 기계적성질 등을 조사하였다.
3. 실험결과 및 고찰
3.1. 引張强度에 미치는 效果
Fig. 1에 보여주는 바와 같이 單元素의 영향은 Ni이 그 效果가 가장 적으며 Cu, Mg 순으로 커진다. 組合해서 사용한 것으로는 Cu+Ni의 경우가 가정 적으며 Ni+Mg, Cu+Mg, Ni+Cu+Mg의 順으로 크다. 이러한 것을 종합하면 引張强度에 가장 큰 영향을 주는 것은 Mg인 것으로 생각된다.
3.2. 硬度에 미치는 效果
引張强度의 경우와 유사하며 Mg이 가장 큰 영향을 주며 Cu, Ni 順으로 그 效果가 적어진다.
3.3. 熱處理의 效果
容體化處理 및 時效處理를 行하면 현저한 기계적 성질의 향상을 볼 수 있다. 이 效果에 있어서도 전술한 引張强度, 硬度의 경우와 유사한 경향을 볼 수 있다.
3.4. 初晶微細度의 效果
Fig. 1에서 잘 알 수 있는 바와 같이 初晶이 미세할수록 引張强度는 현저하게 커지는 경향이 있으나 硬度에 있어서는 거의 변화가 없으며 熱處理를 하지 않는 경우에 있어서는 오히려 微細한 경우가 硬度의 低下를 초래하는 경향을 보여준다.
4. 결론
1. 기계적 성질에 가장 큰 영향을 주는 것은 Mg 이며 熱處理效果에 있어서도 同一한 경향이 있다.
2. 初晶珪素가 적으면 적을수록 引張强度는 현저하게 증대한다.
3. 初晶珪素의 미세화는 硬度에는 영향을 주지 않을 뿐만 아니라, 熱處理를 行하지 않는 경우에 있어서는 오히려 미세할수록 硬度는 低下한다.
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