KR100909699B1 - Aluminum alloy with improved impact energy and extrusion made from the same - Google Patents

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KR100909699B1
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유병인
신희택
이시우
이용연
김종갑
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보원경금속(주)
국방과학연구소
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Abstract

An aluminum alloy with improved impact energy and an extrusion made by the same are provided to absorb shock energy effectively and improve mechanical properties such as ultimate tensile strength and yield strength by including beryllium. An aluminum alloy with improved impact energy comprises silicon 0~0.1 weight%, iron 0~0.1 weight%, copper 1.5~2.5 weight%, magnesium 1.8~2.2 weight%, zinc 7.6~8.4 weight%, zirconium 0.11~0.15 weight%, titanium 0.02~0.08 weight%, scandium 0.08~0.12 weight%, and beryllium 0.05~0.1 weight%. The aluminum alloy is improved in shock energy by the beryllium.

Description

충격에너지가 향상된 알루미늄 합금 및 이로부터 제조된 압출재{Aluminum alloy with improved impact energy and Extrusion made from the same}Aluminum alloy with improved impact energy and Extrusion made from the same

본 발명은 알루미늄 합금에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스칸듐(Sc)을 함유하는 알루미늄 합금에 관한 것이다.The present invention relates to an aluminum alloy, and more particularly to an aluminum alloy containing scandium (Sc).

현대사회는 에너지 절약 및 환경 보존의 중요성 증대에 따라 항공기, 자동차 등 수송 기계의 경량화를 위해 경량 소재에 대한 연구가 진행되고 있으며, 경량 소재로서 대표적으로 알루미늄 합금이 사용된다. 알루미늄 합금은 가벼우면서 비강도가 높아 재료의 경량화 및 고강도를 요구하는 항공기, 차량 등의 구조용 재료 및 건축용 재료로 널리 사용되고 있으며, 최근에는 통신 장비, 반도체 및 컴퓨터의 전기ㆍ전자 부품, 레저용품 및 자동차의 일부 구성부품 등 소형 제품에도 사용됨으로써 그 사용범위가 확대되어가는 추세이다.As the importance of energy saving and environmental preservation increases in modern society, research on lightweight materials is being conducted to reduce the weight of transportation machinery such as aircraft and automobiles, and aluminum alloy is typically used as the lightweight material. Aluminum alloy is light and has high specific strength. It is widely used for structural materials and construction materials such as aircrafts and vehicles that require light weight and high strength.In recent years, aluminum alloys have been used for electrical and electronic parts, leisure products, and automobiles for communication equipment, semiconductors and computers. It is also used in small products such as some components of the trend is increasing the range of use.

알루미늄 합금은 크게 주물용 알루미늄 합금과 가공용 알루미늄 합금으로 나눌 수 있으며, 가공용 알루미늄 합금을 크게 나누면 두랄루민(duralumin)계의 Al-Cu-Mg계, Al-Zn-Mg계를 주체로 하는 고강도 합금계와 Al-Mn계, Al-Mg-Si계를 주체로 하는 내식성 합금계로 나눌 수 있다. 또한 알루미늄 협회에 의해 4자리 숫자로 알루미늄 합금의 종류가 구별되어 사용되는데, 1000계열 번호부터 8000계열 번호까지 사용되며, 이 중에서 2000계열과 7000계열이 고강도 합금계에 해당한다.Aluminum alloys can be broadly divided into casting aluminum alloys and processing aluminum alloys. The aluminum alloys for processing are divided into high-strength alloys mainly composed of duralumin-based Al-Cu-Mg and Al-Zn-Mg. It can be divided into the corrosion-resistant alloy system mainly having Al-Mn system and Al-Mg-Si system. In addition, aluminum alloys are distinguished by four digit numbers by the Association of Aluminum, which is used from 1000 series numbers to 8000 series numbers, among which 2000 series and 7000 series correspond to high strength alloys.

한편, 알루미늄 합금을 차량용 프레임이나, 차량용 범퍼 시스템에 이용하기 위해서는 초경량, 고강도 특성뿐만 아니라 충격에너지를 효과적으로 흡수할 수 있어야 한다. 알루미늄 합금의 충격에너지를 향상시키기 위해 주로 열처리 방법 내지 알루미늄 합금을 특정 형태의 구조물로 제조하는 방법이 사용되고 있을 뿐(대한민국공개특허공보 제10-1992-7004042호, 대한민국공개특허공보 제10-2003-0090048호, 대한민국공개특허공보 제10-2000-0023821호), 알루미늄 합금에 특정 성분, 특히 베릴륨(Be)을 첨가하여 알루미늄 합금 자체의 충격에너지를 향상시키는 기술은 거의 이루어지지 않고 있다.Meanwhile, in order to use aluminum alloy in a vehicle frame or a bumper system for a vehicle, it is necessary to effectively absorb impact energy as well as ultralight and high strength characteristics. In order to improve the impact energy of the aluminum alloy, only a heat treatment method or a method of manufacturing the aluminum alloy into a specific type of structure is used (Korean Patent Publication No. 10-1992-7004042, Korean Patent Publication No. 10-2003- 0090048, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2000-0023821), by adding a specific component, especially beryllium (Be) to the aluminum alloy is almost no technology to improve the impact energy of the aluminum alloy itself.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 향상된 충격에너지를 가지고 동시에 기계적 성질로서 극한 인장 강도, 항복 강도등이 뛰어난 알루미늄 합금 및 이로부터 제조되는 압출재를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an aluminum alloy having an improved impact energy and excellent mechanical properties such as ultimate tensile strength, yield strength and the like, and an extruded material manufactured therefrom.

본 발명의 상기 목적은 스칸듐(Sc)을 함유하는 알루미늄 합금으로서, 규소(Si), 철(Fe) 및 베릴륨(Be)을 포함하고, 전체 알루미늄 합금 총 중량%를 기준으로 규소 함량이 0 초과 및 0.1 이하, 철 함량이 0 초과 및 0.1 이하, 베릴륨 함량이 0.05 이상 및 0.1 이하인 것을 특징으로 하는, 베릴륨에 의해 충격에너지가 향상된 알루미늄 합금을 제공함으로써 달성될 수 있다.The object of the present invention is an aluminum alloy containing scandium (Sc), comprising silicon (Si), iron (Fe) and beryllium (Be), with a silicon content greater than zero and based on the total weight of the total aluminum alloy; It can be achieved by providing an aluminum alloy with improved impact energy by beryllium, characterized in that it is 0.1 or less, iron content is greater than 0 and 0.1 or less, beryllium content is 0.05 or more and 0.1 or less.

본 발명의 알루미늄 합금은 마그네슘(Mg) 및 아연(Zn)을 더 포함할 수 있고, 전체 알루미늄 합금 총 중량%를 기준으로 마그네슘 함량이 1.8 이상 및 2.2 이하, 아연 함량이 7.6 이상 및 8.4 이하인 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 아연 대 마그네슘의 중량비가 3.8~4.0 인 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 알루미늄 합금에서 스칸듐의 함량은 알루미늄 합금 총 중량%를 기준으로 0.08 이상 및 0.12 이하인 것을 특징으로 한다.The aluminum alloy of the present invention may further include magnesium (Mg) and zinc (Zn), and the magnesium content is 1.8 or more and 2.2 or less, and the zinc content is 7.6 or more and 8.4 or less based on the total weight of the aluminum alloy. Preferably, the weight ratio of zinc to magnesium is 3.8 to 4.0. In addition, the content of scandium in the aluminum alloy of the present invention is characterized in that 0.08 or more and 0.12 or less based on the total weight of the aluminum alloy.

본 발명의 알루미늄 합금은 구리(Cu), 지르코늄(Zr), 또는 티타늄(Ti) 중 1종 이상을 선택적으로 더 포함할 수 있고, 전체 알루미늄 합금 총 중량%를 기준으로 구리 함량이 1.5 이상 및 2.5 이하, 지르코늄 함량이 0.11 이상 및 0.15 이하, 티타늄 함량이 0.02 이상 및 0.08 이하인 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 알루미늄 합금은 미량원소로서 망간(Mn) 또는 크롬(Cr)을 더 포함할 수 있다.The aluminum alloy of the present invention may optionally further include at least one of copper (Cu), zirconium (Zr), or titanium (Ti), and has a copper content of 1.5 or more and 2.5 based on the total weight of the aluminum alloy. Hereinafter, the zirconium content is 0.11 or more and 0.15 or less, the titanium content is characterized in that 0.02 or more and 0.08 or less. In addition, the aluminum alloy of the present invention may further include manganese (Mn) or chromium (Cr) as a trace element.

본 발명의 다른 상기 목적은 본 발명의 알루미늄 합금으로부터 제조된 압출재를 제공함으로써 달성될 수 있다.Another above object of the present invention can be achieved by providing an extruded material made from the aluminum alloy of the present invention.

본 발명의 알루미늄 합금으로부터 제조된 사각형 압출재는 충격에너지(Impact Energy)가 5.75~6.68J 인 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 충격에너지를 구성하는 전파에너지가 2.80~3.28J 인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 사각형 압출재의 극한 인장 강도(Ultimate Tensile Strength)는 761.5~764.6Mpa(메가파스칼)의 범위를 가진다.The rectangular extrusion material manufactured from the aluminum alloy of the present invention is characterized in that the impact energy (Impact Energy) is 5.75 ~ 6.68J, preferably characterized in that the propagation energy constituting the impact energy is 2.80 ~ 3.28J. In addition, the ultimate tensile strength (Ultimate Tensile Strength) of the rectangular extrusion material has a range of 761.5 ~ 764.6 Mpa (megapascals).

본 발명의 알루미늄 합금으로부터 제조된 원형 압출재는 충격에너지(Impact Energy)가 6.60~7.31J 인 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 충격에너지를 구성하는 전파에너지가 3.24~3.43J 인 것을 특징으로 한다.Circular extrusion material produced from the aluminum alloy of the present invention is characterized in that the impact energy (Impact Energy) is 6.60 ~ 7.31J, preferably characterized in that the propagation energy constituting the impact energy is 3.24 ~ 3.43J.

본 발명에 따른 스칸듐(Sc)을 함유하는 알루미늄 합금은 적정 조성 범위로 첨가된 베릴륨에 의해 향상된 충격에너지를 가지고 동시에 기계적 성질로서 극한 인장 강도, 항복 강도등이 뛰어난 특징을 가진다. 특히 본 발명에 따른 알루미늄 합금으로부터 제조되는 압출재는 베릴륨을 포함하지 않는 알루미늄 합금으로부터 제조되는 압출재에 비해 충격에너지가 15.8~37.9% 증가하고 아울러 극한 인장 강도가 향상되는 기계적 성질을 가지므로, 고강도 경량소재의 특성 및 충격에너지를 효 과적으로 흡수할 수 있는 성질을 요구하는 차량용 충격에너지 흡수 부재, 특히 자동차 프레임용 압출재, 차량용 범퍼 시스템에 이용될 수 있다. The aluminum alloy containing scandium (Sc) according to the present invention has improved impact energy by beryllium added in an appropriate composition range, and at the same time, has excellent characteristics such as ultimate tensile strength and yield strength as mechanical properties. Particularly, the extruded material manufactured from the aluminum alloy according to the present invention has a mechanical property that the impact energy is increased by 15.8 to 37.9% and the ultimate tensile strength is improved compared to the extruded material made from the aluminum alloy that does not contain beryllium. It can be used in the impact energy absorbing member for vehicles, in particular the extruded material for the automobile frame, the bumper system for the vehicle that requires the properties of and the ability to effectively absorb the impact energy.

본 발명은 스칸듐(Sc)을 함유하는 알루미늄 합금에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 베릴륨에 의해 충격에너지가 향상된 알루미늄 합금에 관한 것이다.The present invention relates to an aluminum alloy containing scandium (Sc), and more particularly to an aluminum alloy with improved impact energy by beryllium.

본 발명의 스칸듐(Sc)을 함유하는 알루미늄 합금으로서, 규소(Si), 철(Fe) 및 베릴륨(Be)을 포함하고, 전체 알루미늄 합금 총 중량%를 기준으로 규소 함량이 0 초과 및 0.1 이하, 철 함량이 0 초과 및 0.1 이하, 베릴륨 함량이 0.05 이상 및 0.1 이하인 것을 특징으로 한다.An aluminum alloy containing scandium (Sc) of the present invention, comprising silicon (Si), iron (Fe), and beryllium (Be), wherein the silicon content is greater than 0 and less than or equal to 0.1, based on the total weight of the total aluminum alloy; It is characterized in that the iron content is greater than 0 and 0.1 or less, and the beryllium content is 0.05 or more and 0.1 or less.

본 발명의 알루미늄 합금의 일 구성요소인 철은 알루미늄 합금의 입계 취성을 증가시키고 주조 공정중에 금형과 용탕의 소착을 방지하는 역할을 하나, 0.2중량%를 초과하는 경우 알루미늄 합금의 연신율을 감소시키므로 0.2중량%이하로 제한하는 것이 바람직하다. 또한, 규소는 알루미늄 합금의 입계 취성을 증가시키고 주조성을 향상시키며 기계적 성질을 개선시키는 역할을 하나, 0.2중량%를 초과하는 경우 철과 마찬가지로 알루미늄 합금의 연신율을 감소시키므로 0.2중량%이하로 제한하는 것이 바람직하다.Iron, which is one component of the aluminum alloy of the present invention, increases grain boundary brittleness of the aluminum alloy and prevents sintering of the mold and the melt during the casting process, but when it exceeds 0.2% by weight, the elongation of the aluminum alloy is reduced to 0.2. It is preferable to limit the weight percentage or less. In addition, silicon plays an important role in increasing grain boundary brittleness, improving castability, and improving mechanical properties of aluminum alloys. However, when silicon exceeds 0.2% by weight, silicon reduces the elongation of aluminum alloys. desirable.

본 발명의 알루미늄 합금에 있어서 스칸듐의 함량은 크게 제한되지 않으나 바람직하게는 전체 알루미늄 합금 총 중량%를 기준으로 0.08 이상 및 0.12 이하인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 알루미늄 합금의 일 구성요소인 스칸듐은 석출입자 의 핵생성 및 미립화를 돕는 작용을 하며, 스칸듐 함량이 증가할수록 결정립의 미세화 효과를 나타낸다. 다만, 고가의 스칸듐의 첨가에 따른 제조비용의 증가 및 스칸듐의 첨가 대비 결정립 미세화의 효율을 고려할 때 스칸듐 함량은 0.08~0.12 중량%가 바람직하다.In the aluminum alloy of the present invention, the content of scandium is not particularly limited, but is preferably 0.08 or more and 0.12 or less based on the total weight of the aluminum alloy. Scandium, which is a component of the aluminum alloy of the present invention, serves to help nucleation and atomization of the precipitated particles, and shows an effect of refining grains as the scandium content increases. However, considering the increase in manufacturing cost due to the addition of expensive scandium and the efficiency of grain refinement compared to the addition of scandium, the scandium content is preferably 0.08 to 0.12% by weight.

본 발명의 알루미늄 합금의 일 구성요소인 베릴륨은 일반적으로 ⅰ) 알루미늄 합금 내에 바늘 모양인 침상(Acicular)의 Al3Fe 생성을 억제하고 정방형의 Be2Fe상을 형성시켜 연성을 향상시키고 ⅱ) 부식을 억제시켜 내식성을 향상시키며 ⅲ) 마그네슘 성분의 산화를 억제시키며 ⅳ) 상온시효를 억제시키는 역할을 한다.Beryllium, which is a component of the aluminum alloy of the present invention, generally inhibits the formation of needle-like acicular Al 3 Fe in the aluminum alloy and improves ductility by forming a square Be 2 Fe phase, and ii) corrosion. 억제) to improve the corrosion resistance ⅲ) inhibits the oxidation of magnesium components ⅳ) plays a role in inhibiting the aging of room temperature.

본 발명에서 베릴륨은 알루미늄 합금의 극한 인장 강도 및 항복 강도를 일정 수준으로 유지시키면서 동시에 충격에너지를 향상시키는 역할을 한다. 보다 구체적으로 살펴보면, 베릴륨의 함량이 증가함에 따라 알루미늄 합금 내의 Fe-Cu 화합물의 형상이 상형문자 또는 원형의 형태로 변화되고, 그로 인해 충격에너지가 향상되는 것으로 추정되며, 아울러 베릴륨의 첨가에 의해 알루미늄 합금에서 균열의 전파경로가 변경되고 전파에너지가 현저하게 증가하여 결과적으로 충격에너지를 향상시키는 것으로 보인다. 본 발명에서 베릴륨의 함량은 크게 제한되지 않으나, 바람직하게는 0.05~0.1중량% 인 것을 특징으로 한다. 베릴륨의 함량이 0.05중량% 미만인 경우에는 베릴륨의 첨가에 의한 알루미늄 합금의 충격에너지의 향상이 미비할 염려가 있고, 0.1중량%를 초과하는 경우에는 베릴륨의 첨가에 따른 알루미늄 합금 의 충격에너지의 증가량이 크지 않고 베릴륨이 매우 고가이므로 경제성이 나빠질 수 있다.In the present invention, beryllium serves to improve impact energy while maintaining the ultimate tensile strength and yield strength of the aluminum alloy at a constant level. In more detail, as the content of beryllium increases, the shape of the Fe-Cu compound in the aluminum alloy is changed into a hieroglyphic or circular form, and it is estimated that the impact energy is improved, and addition of aluminum by the addition of beryllium It appears that the propagation path of cracks in the alloy is altered and the propagation energy is significantly increased, resulting in improved impact energy. The content of beryllium in the present invention is not particularly limited, but is preferably characterized in that 0.05 to 0.1% by weight. If the content of beryllium is less than 0.05% by weight, the impact energy of the aluminum alloy may not be improved due to the addition of beryllium. If the content is more than 0.1% by weight, the increase of the impact energy of the aluminum alloy due to the addition of beryllium may be insufficient. It's not big, and beryllium is very expensive, so the economy can be bad.

본 발명의 알루미늄 합금은 마그네슘(Mg) 및 아연(Zn)을 더 포함할 수 있고, 전체 알루미늄 합금 총 중량%를 기준으로 마그네슘 함량이 1.8 이상 및 2.2 이하, 아연 함량이 7.6 이상 및 8.4 이하인 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 아연 대 마그네슘의 중량비가 3.8~4.0 인 것을 특징으로 한다.The aluminum alloy of the present invention may further include magnesium (Mg) and zinc (Zn), and the magnesium content is 1.8 or more and 2.2 or less, and the zinc content is 7.6 or more and 8.4 or less based on the total weight of the aluminum alloy. Preferably, the weight ratio of zinc to magnesium is 3.8 to 4.0.

본 발명의 알루미늄 합금의 구성요소인 마그네슘과 아연은 알루미늄 합금 주조 공정 중에 에타(η)상의 MgZn2를 형성시켜 알루미늄 합금의 강도를 증가시키는 역할을 한다. 일반적으로 아연 대 마그네슘의 원자비는 2~2.5(아연 대 마그네슘의 중량비로는 5.42~6.77)를 사용하지만, 에타(η)상의 MgZn2가 과다형성되면 알루미늄 합금의 입계 취성 및 입계 응력 부식에 대한 저항성이 낮아지고 마그네슘과 결합하지 못하고 남아있는 아연이 불순물로 작용하여 벤딩 가공시 크랙을 발생시키므로, 본 발명에서는 아연 대 마그네슘의 중량비가 3.8~4.0 인 것이 바람직하다.Magnesium and zinc, which are components of the aluminum alloy of the present invention, serve to increase the strength of the aluminum alloy by forming MgZn 2 on eta (η) during the aluminum alloy casting process. In general, the atomic ratio of zinc to magnesium is in the range of 2 to 2.5 (from 5.42 to 6.67 for the weight ratio of zinc to magnesium). However, when MgZn 2 in eta (η) is over-formed, the grain boundary brittleness and grain boundary stress corrosion of aluminum alloy Since the resistance is lowered and the zinc remaining without binding with magnesium acts as an impurity to generate cracks during bending, in the present invention, the weight ratio of zinc to magnesium is preferably 3.8 to 4.0.

본 발명의 알루미늄 합금은 구리(Cu)를 더 포함할 수 있고, 전체 알루미늄 합금 총 중량%를 기준으로 구리 함량이 1.5 이상 및 2.5 이하인 것을 특징으로 한다.The aluminum alloy of the present invention may further include copper (Cu), characterized in that the copper content of 1.5 or more and 2.5 or less based on the total weight percent of the aluminum alloy.

본 발명의 알루미늄 합금의 일 구성요소인 구리는 알루미늄 합금의 강도를 증가시키는 역할을 하나, 너무 많이 첨가하면 알루미늄 합금의 연성과 내식성을 악화시키므로 1.5~2.5중량%로 첨가하는 것이 바람직하다.Copper, which is a component of the aluminum alloy of the present invention, serves to increase the strength of the aluminum alloy, but if it is added too much, the ductility and corrosion resistance of the aluminum alloy is deteriorated, so it is preferably added at 1.5 to 2.5% by weight.

본 발명의 알루미늄 합금은 지르코늄(Zr)을 더 포함할 수 있고, 전체 알루미늄 합금 총 중량%를 기준으로 지르코늄 함량이 0.11 이상 및 0.15 이하인 것을 특징으로 한다.The aluminum alloy of the present invention may further include zirconium (Zr), and the zirconium content is 0.11 or more and 0.15 or less based on the total weight of the aluminum alloy.

본 발명의 알루미늄 합금의 일 구성요소인 지르코늄은 알루미늄 합금 주조 공정 중에 ZrAl3 금속간 화합물을 형성하여 초정 알루미늄의 핵 생성 자리로 작용하고 결정을 미세화 시키는 역할을 함과 동시에, 재결정을 억제하는 역할을 하며, 0.11~0.15중량%로 첨가하는 것이 바람직하다.Zirconium, which is a component of the aluminum alloy of the present invention, forms a ZrAl 3 intermetallic compound during the aluminum alloy casting process, acts as a nucleation site of primary aluminum, refines crystals, and suppresses recrystallization. It is preferable to add it at 0.11 to 0.15 weight%.

본 발명의 알루미늄 합금은 티타늄(Ti)을 더 포함할 수 있고, 전체 알루미늄 합금 총 중량%를 기준으로 티타늄 함량이 0.02 이상 및 0.08 이하인 것을 특징으로 한다.The aluminum alloy of the present invention may further include titanium (Ti), characterized in that the titanium content of 0.02 or more and 0.08 or less based on the total weight of the aluminum alloy.

본 발명의 알루미늄 합금의 일 구성요소인 티타늄은 알루미늄 합금 주조 공정 중에 TiAl3를 형성하여 초정 알루미늄의 핵 생성 자리로 작용하고 결정을 미세화 시키는 역할을 하나, 그 첨가량이 과다할 경우 오히려 결정립을 조대하게 형성시키고 기계적 성질에 악영향을 주므로 0.02~0.08중량%로 첨가하는 것이 바람직하다.Titanium, which is a component of the aluminum alloy of the present invention, forms TiAl 3 during the aluminum alloy casting process to act as nucleation site of primary aluminum and to refine the crystal, but when the amount is excessive, the grain is coarse. It is preferable to add 0.02 to 0.08% by weight since it may adversely affect the mechanical properties.

또한, 본 발명의 알루미늄 합금은 상기의 구성요소 외에 미량원소로서 망간(Mn), 또는 크롬(Cr)을 더 포함할 수 있다.In addition, the aluminum alloy of the present invention may further include manganese (Mn) or chromium (Cr) as a trace element in addition to the above components.

본 발명의 알루미늄 합금은 스칸듐(Sc), 규소(Si), 철(Fe), 베릴륨(Be), 및 잔부로서 알루미늄을 필수 구성요소로 하며, 바람직하게는 여기에 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 구리(Cu), 지르코늄(Zr), 또는 티타늄(Ti)에서 1종 이상을 선택적으로 더 포함할 수 있고, 더 바람직하게는 미량원소로서 망간(Mn) 또는 크롬(Cr)을 더 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 베릴륨에 의해 충격에너지가 향상된 알루미늄 합금의 최상의 조성비는 규소(Si) 0.1중량%이하, 철(Fe) 0.2중량%이하, 구리(Cu) 1.5~2.5중량%, 마그네슘(Mg) 1.8~2.2중량%, 아연(Zn) 7.6~8.4중량%, 지르코늄(Zr) 0.11~0.15중량%, 티타늄 0.02~0.08중량%, 스칸듐(Sc) 0.08~0.12중량%, 베릴륨(Be) 0.05~0.1중량%, 미량원소로서 망간(Mn) 또는 크롬(Cr), 및 잔부로서 알루미늄으로 이루어진다.The aluminum alloy of the present invention is made of aluminum as scandium (Sc), silicon (Si), iron (Fe), beryllium (Be), and the balance as an essential component, preferably magnesium (Mg) and zinc (Zn). ), Copper (Cu), zirconium (Zr), or titanium (Ti) may optionally further include one or more, more preferably further comprises manganese (Mn) or chromium (Cr) as a trace element. Can be. Therefore, the best composition ratio of the aluminum alloy with improved impact energy by beryllium according to the present invention is less than 0.1% by weight of silicon (Si), 0.2% by weight of iron (Fe), 1.5 to 2.5% by weight of copper (Cu), magnesium (Mg) ) 1.8-2.2 wt%, zinc (Zn) 7.6-8.4 wt%, zirconium (Zr) 0.11-0.15 wt%, titanium 0.02-0.08 wt%, scandium (Sc) 0.08-0.12 wt%, beryllium (Be) 0.05- 0.1 wt%, manganese (Mn) or chromium (Cr) as trace elements, and aluminum as balance.

본 발명의 알루미늄 합금은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 표준 절차를 사용하여 제조된다. 본 발명의 알루미늄 합금을 주조하는 일례로서 알루미늄을 기지로 하고 여기에 규소(Si) 0.1중량%이하, 철(Fe) 0.2중량%이하, 구리(Cu) 1.5~2.5중량%, 마그네슘(Mg) 1.8~2.2중량%, 아연(Zn) 7.6~8.4중량%, 지르코늄(Zr) 0.11~0.15중량%, 티타늄 0.02~0.08중량%, 스칸듐(Sc) 0.08~0.12중량%, 베릴륨(Be) 0.05~0.1중량%를 첨가한 후 알루미늄 용탕을 제조하고 슬래그를 제거한 후 출탕시키는 방법이 있다. 아울러 상기의 알루미늄 용탕에 탈가스 처리, 입자 미세화제 처리를 더 포함할 수 있다.The aluminum alloy of the present invention is manufactured using standard procedures known to those skilled in the art. As an example of casting the aluminum alloy of the present invention, based on aluminum, 0.1 wt% or less of silicon (Si), 0.2 wt% or less of iron (Fe), 1.5 to 2.5 wt% of copper (Cu), and magnesium (Mg) 1.8 ~ 2.2% by weight, zinc (Zn) 7.6-8.4%, zirconium (Zr) 0.11-0.15%, titanium 0.02-0.08%, scandium (Sc) 0.08-0.12%, beryllium (Be) 0.05-0.1% After adding%, molten aluminum is prepared, and slag is removed, followed by tapping. In addition, the aluminum molten metal may further include a degassing treatment and a particle refiner treatment.

본 발명의 다른 측면은 베릴륨에 의해 충격에너지가 향상된 알루미늄 합금에 의해 제조된 압출재에 관한 것이다. 본 발명의 압출재는 적정 범위의 베릴륨을 포함하는 본 발명의 알루미늄 합금 주조재를 공지된 방법으로 균질화, 압출, 용체화, 인공시효 처리하여 제조될 수 있고, 상기의 압출재는 베릴륨을 포함하지 않는 알루미늄으로 제조한 압출재에 비하여 충격에네지가 현저하게 증가하고, 동시에 극한 인장 강도 및 항복 강도도 증가하는 특징을 가진다.Another aspect of the invention relates to an extruded material produced by an aluminum alloy with improved impact energy by beryllium. The extruded material of the present invention can be produced by homogenizing, extruding, solutionizing, and artificial aging treatment of the aluminum alloy cast material of the present invention including an appropriate range of beryllium by a known method, wherein the extruded material does not contain beryllium. Compared with the extruded material manufactured by the present invention, impact energy is significantly increased, and ultimate tensile strength and yield strength are also increased.

본 발명의 압출재는 형상에 크게 제한되지 않고, 이 중 사각형 압출재는 충격에너지(Impact Energy)가 5.75~6.68J 인 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 충격에너지를 구성하는 전파에너지가 2.80~3.28J 인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 사각형 압출재의 극한 인장 강도(Ultimate Tensile Strength)는 761.5~764.6Mpa(메가파스칼)의 범위를 가진다. 또한, 본 발명의 알루미늄 합금으로부터 제조된 원형 압출재는 충격에너지(Impact Energy)가 6.60~7.31J 인 것을 특징으로 하며, 바람직하게는 충격에너지를 구성하는 전파에너지가 3.24~3.43J 인 것을 특징으로 한다.Extruded material of the present invention is not significantly limited in shape, of which the rectangular extruded material is characterized in that the impact energy (Impact Energy) is 5.75 ~ 6.68J, preferably the propagation energy constituting the impact energy is 2.80 ~ 3.28J It is characterized by. In addition, the ultimate tensile strength (Ultimate Tensile Strength) of the rectangular extrusion material has a range of 761.5 ~ 764.6 Mpa (megapascals). In addition, the circular extrusion material manufactured from the aluminum alloy of the present invention is characterized in that the impact energy (Impact Energy) is 6.60 ~ 7.31J, preferably characterized in that the propagation energy constituting the impact energy is 3.24 ~ 3.43J. .

보다 구체적으로 살펴보면, 본 발명의 알루미늄 합금으로 제조된 사각형 압출재의 충격에너지(Impact Energy)는 베릴륨을 포함하지 않는 알루미늄 합금으로 제조된 사각형 압출재의 충격에너지보다 15.8~34.5% 증가하는 것을 특징으로 하며, 이 중 충격에너지를 구성하는 전파에너지는 136~176% 증가하는 것을 특징으로 한 다. 한편, 본 발명의 알루미늄 합금으로 제조된 원형 압출재의 충격에너지(Impact Energy)는 베릴륨을 포함하지 않는 알루미늄 합금으로 제조된 원형 압출재의 충격에너지보다 24.6~37.9% 증가하는 것을 특징으로 하며, 이 중 충격에너지를 구성하는 전파에너지는 302~325% 증가하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 알루미늄 합금으로 제조된 사각형 압출재의 극한 인장 강도(Ultimate Tensile Strength)는 베릴륨을 포함하지 않는 알루미늄 합금으로 제조된 사각형 압출재의 극한 인장 강도보다 2.4~2.9% 증가하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 알루미늄 합금으로 제조된 압출재에서 충격에너지의 현저한 향상은 주로 전파에너지의 증가에 의한 것이고, 상기의 결과로부터 베릴륨이 알루미늄 합금에서 균열의 전파경로를 변경시키는 역할을 하는 것으로 추정할 수 있다.In more detail, the impact energy of the rectangular extruded material made of the aluminum alloy of the present invention (impact energy) is characterized in that 15.8 ~ 34.5% increase than the impact energy of the rectangular extruded material made of an aluminum alloy containing no beryllium, Among them, the radio wave energy constituting the impact energy is characterized by an increase of 136 ~ 176%. On the other hand, the impact energy of the circular extruded material made of the aluminum alloy of the present invention (impact energy) is characterized in that 24.6 ~ 37.9% increase than the impact energy of the circular extruded material made of aluminum alloy does not contain beryllium, the impact The propagation energy constituting the energy is characterized by an increase of 302 ~ 325%. In addition, the ultimate tensile strength (Ultimate Tensile Strength) of the rectangular extruded material made of the aluminum alloy of the present invention is characterized by an increase of 2.4 ~ 2.9% than the ultimate tensile strength of the rectangular extruded material made of an aluminum alloy containing no beryllium. The remarkable improvement of the impact energy in the extruded material made of the aluminum alloy of the present invention is mainly due to the increase in the propagation energy, and it can be estimated from the above results that beryllium plays a role of changing the propagation path of the crack in the aluminum alloy.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, the following examples are merely to illustrate the invention, the scope of the present invention is not limited by the following examples.

<실시예><Example>

1. 알루미늄 합금의 제조1.Manufacture of aluminum alloy

베릴륨(Be)의 첨가에 따른 알루미늄 합금의 기계적 성질을 알아보기 위하여 표 1과 같은 조성을 가진 실시예 1 내지 2, 및 비교예 1의 알루미늄 합금 주조재를통상의 방법을 사용하여 제조하였다. 즉, 500kg 용량의 도가니에 표 1의 성분을 첨가한 후 740~800℃의 온도에서 알루미늄 용탕을 제조하고 탈가스 처리, 입자미세화 제 처리를 하였다. 이후 슬래그를 제거한 후 출탕시켜 표 1의 조성을 가지는 알루미늄 합금을 제조하고 주조기를 이용하여 빌렛(Billet) 형태의 주조재를 제조하였다.To investigate the mechanical properties of aluminum alloy with the addition of beryllium (Be) The aluminum alloy casting materials of Examples 1 to 2 and Comparative Example 1 having the composition as shown in Table 1 were prepared using a conventional method. That is, after adding the components shown in Table 1 to the 500kg crucible, the aluminum molten metal was prepared at a temperature of 740 ~ 800 ℃, degassing treatment, particle finer treatment. Thereafter, the slag was removed, followed by tapping to prepare an aluminum alloy having the composition shown in Table 1, and a cast material in the form of a billet (Billet) was manufactured using a casting machine.

구분 division 화학 성분(wt %)Chemical composition (wt%) AlAl SiSi FeFe CuCu MgMg ZnZn ZrZr TiTi ScSc BeBe 실시예 1Example 1 BaseBase 0.0440.044 0.0850.085 2.2272.227 2.0432.043 7.9777.977 0.1370.137 0.0570.057 0.09880.0988 0.0560.056 실시예 2Example 2 BaseBase 0.0440.044 0.0850.085 2.2272.227 2.0432.043 7.9777.977 0.1370.137 0.0570.057 0.09880.0988 0.1050.105 비교예 1Comparative Example 1 BaseBase 0.0320.032 0.0680.068 2.1922.192 2.0192.019 7.887.88 0.12780.1278 0.0530.053 0.09780.0978 --

표 1에서 보이는 바와 같이 실시예 1 내지 2, 및 비교예 1에서 아연 대 마그네슘의 중량비는 약 3.9이고, 상기의 중량비는 알루미늄 합금에서 에타(η)상의 MgZn2를 효과적으로 형성시킨다. 다만, 본 발명에 속하는 실시예 1 내지 2의 아연과 마그네슘을 합한 중량%는 전체 알루미늄 합금의 10.02중량%로서 비교예 1의 9.899중량%보다 다소 높은 값을 가지므로, 에타(η)상의 MgZn2에 의한 강도 증가 효과는 본 발명의 실시예 1 내지 2에서 더 클 것으로 기대된다.As shown in Table 1, the weight ratio of zinc to magnesium in Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 is about 3.9, which effectively forms the MgZn 2 on eta (η) phase in the aluminum alloy. However, the weight% of the zinc and magnesium of Examples 1 to 2 belonging to the present invention is 10.02% by weight of the total aluminum alloy, which is somewhat higher than 9.899% by weight of Comparative Example 1, and thus MgZn 2 in eta (η) phase. The strength increasing effect by is expected to be greater in Examples 1 and 2 of the present invention.

2. 알루미늄 합금으로부터 제조된 2. Made from aluminum alloy 압출재의Of extruded material 기계적 성질 Mechanical properties

실시예 1 내지 2, 및 비교예 1의 알루미늄 합금 주조재를 균질화(465℃, 20시간), 압출(빌렛의 온도는 300℃), 용체화(460~470℃, 2시간 30분), 인공시효 처리(121℃, 24시간)하여 얻은 사각형 압출재(76㎜×32㎜)와 원형 압출재(직경=80㎜)의 기계적 성질을 알아보기 위하여 인장실험 및 충격실험을 실시하였다.Homogenized (465 degreeC, 20 hours), extrusion (the temperature of a billet is 300 degreeC), solution (460-470 degreeC, 2 hours and 30 minutes), artificial, the aluminum alloy casting of Comparative Examples 1 and 2 Tensile and impact tests were conducted to investigate the mechanical properties of the rectangular extruded material (76 mm × 32 mm) and the circular extruded material (diameter = 80 mm) obtained by aging treatment (121 ° C., 24 hours).

실험예Experimental Example 1. 알루미늄 합금으로부터 제조된  1. Made from aluminum alloy 압출재의Of extruded material 인장실험 Tensile test

사각형 압출재와 원형 압출재에 대해 각 압출재마다 ASTM(American Society for Testing and Materials)의 규격에 맞게 5개의 시편을 제작하고, 압출방향과 동일한 방향에 대하여 인장실험을 실시하였다(ASTM E8, Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials). 인장실험에 따른 기계적 성질 값인 극한 인장 강도(Ultimate Tensile Strength), 항복 강도(Yield Strength), 연신율(Elongation)은 5개 시편의 평균값으로 나타내었다. 표 2는 사각형 압출재의 인장실험 결과를 나타낸 것이고, 표 3은 원형 압출재의 인장실험 결과를 나타낸 것이다.Five specimens were prepared for the rectangular and circular extruded materials in accordance with the American Society for Testing and Materials (ASTM) standards, and tensile tests were conducted in the same direction as the extrusion direction (ASTM E8, Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials. Ultimate Tensile Strength, Yield Strength, and Elongation, which are mechanical properties, were obtained from the average of five specimens. Table 2 shows the tensile test results of the rectangular extrusion material, Table 3 shows the tensile test results of the circular extrusion material.

구분 division 기계적 성질Mechanical properties 극한 인장 강도, MPaUltimate tensile strength, MPa 항복 강도, MPaYield strength, MPa 연신율, %Elongation,% 실시예 1Example 1 761.5761.5 725.1725.1 8.18.1 실시예 2Example 2 764.6764.6 726.8726.8 8.68.6 비교예 1Comparative Example 1 743743 682682 14.214.2

구분 division 기계적 성질Mechanical properties 극한 인장 강도, MPaUltimate tensile strength, MPa 항복 강도, MPaYield strength, MPa 연신율, %Elongation,% 실시예 1Example 1 732732 694694 9.89.8 실시예 2Example 2 730730 689689 11.411.4 비교예 1Comparative Example 1 724724 677677 9.59.5

표 2 및 표 3에서 보이는 바와 같이 베릴륨을 포함한 알루미늄 합금(실시예 1 내지 2)으로부터 제조된 압출재의 극한 인장 강도 및 항복 강도가 베릴륨을 포함하지 알루미늄 합금으로 제조된 압출재(비교재 1)의 극한 인장 강도 및 항복 강도보다 크게 증가하였다. 특히, 사각형 압출재의 경우 베릴륨을 포함한 알루미늄 합금으로부터 제조된 압출재의 극한 인장 강도가 베릴륨을 포함하지 않는 알루미늄 합금으로 제조된 압출재의 극한 인장 강도보다 2.4~2.9% 증가하여, 그 증가 효과가 원형 압출재조다 더 크게 나타났다.As shown in Tables 2 and 3, the ultimate tensile and yield strengths of extruded materials made from aluminum alloys containing beryllium (Examples 1 to 2) are the extremes of extruded materials made from aluminum alloys containing beryllium (Comparative Material 1). Greater than tensile and yield strengths. In particular, in the case of the rectangular extruded material, the ultimate tensile strength of the extruded material made from the aluminum alloy containing beryllium increases by 2.4 to 2.9% from the ultimate tensile strength of the extruded material made from the aluminum alloy containing no beryllium, and the increase effect is the circular extruded material. Larger.

한편, 연신율에 있어서는 베릴륨을 포함한 알루미늄 합금으로부터 제조된 사각형 압출재에서 베릴륨을 포함하지 않는 알루미늄 합금으로 제조된 사각형 압출재보다 낮은 값을 나타내었다. 이러한 결과는 인장 강도와 연신율이 반비례하는 일반적인 소성거동의 경향을 보여준다. 다만, 베릴륨을 포함한 알루미늄 합금으로부터 제조된 원형 압출재에서는 오히려 베릴륨을 포함하지 않는 알루미늄 합금으로 제조된 원형 압출재보다 연신율이 증가하는 결과를 보였다.On the other hand, the elongation was lower than the rectangular extruded material made of aluminum alloy containing no beryllium in the rectangular extruded material made of aluminum alloy containing beryllium. These results show a general tendency of plastic behavior in which tensile strength and elongation are inversely proportional. However, the elongation was increased in the circular extruded material made of aluminum alloy containing beryllium, rather than the circular extruded material made of aluminum alloy containing no beryllium.

또한, 사각형 압출재의 극한 인장 강도가 원형 압출재의 극한 인장 강도보다 높은 값을 나타내었는데, 이는 사각형 압출재가 원형 압출재보다 더 높은 압출비를 가지기 때문에 나타난 결과로 판단된다. 압출비는 압출 금형부의 유입구 및 유출구의 면적비로 정의되며, 사각형 압출재의 경우 압출비가 17이었고, 원형 압출재의 경우 압출비가 8이었다.In addition, the ultimate tensile strength of the rectangular extruded material exhibited a higher value than the ultimate tensile strength of the circular extruded material, which is considered to be the result of the rectangular extruded material having a higher extrusion ratio than the circular extruded material. Extrusion ratio is defined as the area ratio of the inlet and outlet of the extrusion die, the extrusion ratio was 17 for the rectangular extrusion material, the extrusion ratio was 8 for the circular extrusion material.

실험예Experimental Example 2. 알루미늄 합금으로부터 제조된  2. Made from aluminum alloy 압출재의Of extruded material 충격실험 Impact test

사각형 압출재와 원형 압출재에 대해 각 압출재마다 ASTM(American Society for Testing and Materials)의 규격에 맞게 5개의 시편을 제작하고, 압출방향과 수직으로 노치를 형성시킨 후 충격실험을 실시하였다(ASTM E23, Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials). 충격실험에 실험에 따른 기계적 성질 값인 개시에너지, 전파에너지, 및 충격에너지는 5개 시편의 평균값으로 나타내었다. 표 4는 사각형 압출재의 충격실험 결과를 나타낸 것이고, 표 5는 원형 압출재의 인장실험 결과를 나타낸 것이다.Five specimens were prepared for each of the extruded materials in accordance with the ASTM (American Society for Testing and Materials) for each rectangular extruded material and the circular extruded material, and the impact test was performed after forming notches perpendicular to the extrusion direction (ASTM E23, Standard). Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials). In the impact test, the mechanical energy values, starting energy, propagation energy, and impact energy, were shown as average values of five specimens. Table 4 shows the impact test results of the rectangular extrusion material, Table 5 shows the tensile test results of the circular extrusion material.

구분division 개시에너지, JStarting energy, J 전파에너지, JRadio energy, J 충격에너지, JImpact energy, J 비교예 1에 대한 증가율, %% Increase for Comparative Example 1,% 전파에너지Radio wave energy 충격에너지Impact energy 실시예 1Example 1 2.952.95 2.802.80 5.755.75 136136 15.815.8 실시예 2Example 2 3.403.40 3.283.28 6.686.68 176176 34.534.5 비교예 1Comparative Example 1 3.793.79 1.191.19 4.984.98 -- --

구분division 개시에너지, JStarting energy, J 전파에너지, JRadio energy, J 충격에너지, JImpact energy, J 비교예 1에 대한 증가율, %% Increase for Comparative Example 1,% 전파에너지Radio wave energy 충격에너지Impact energy 실시예 1Example 1 3.363.36 3.243.24 6.606.60 302302 24.624.6 실시예 2Example 2 3.883.88 3.433.43 7.317.31 325325 37.937.9 비교예 1Comparative Example 1 4.494.49 0.810.81 5.305.30 -- --

표 4 및 표 5에서 개시에너지는 노치 부위에 균열이 생성되기 전까지의 에너지이고, 전파에너지는 균열이 전파되어 파단(Fracture)이 발생하기 전까지의 에너지이며, 충격에너지는 개시에너지와 전파에너지의 합으로 정의된다. 따라서, 개시에너지는 재료의 인장 강도와 연성에 영향을 받으며, 전파에너지는 균열의 전파경로에 영향을 받는다.In Table 4 and Table 5, the starting energy is the energy before the crack is generated in the notch, the propagating energy is the energy before the crack propagates and the fracture occurs, and the impact energy is the sum of the starting energy and the propagating energy. Is defined. Therefore, the starting energy is influenced by the tensile strength and ductility of the material, and the propagation energy is influenced by the propagation path of the crack.

표 4 및 표 5에서 보이는 바와 같이 베릴륨을 포함한 알루미늄 합금으로부터 제조된 압출재에서는 개시에너지와 전파에너지가 비슷한 값을 나타내었다. 반면, 베릴륨을 포함하지 않는 알루미늄 합금으로부터 제조된 압출재에서는 개시에너지가 전파에너지보다 상대적으로 훨씬 높은 값을 나타내었다.As shown in Table 4 and Table 5, the extruded material produced from the aluminum alloy containing beryllium showed similar values of the starting energy and the propagation energy. On the other hand, in the extruded material made from aluminum alloy containing no beryllium, the starting energy showed a value much higher than the propagation energy.

표 4에 의할 때, 베릴륨을 포함한 알루미늄 합금으로부터 제조된 사각형 압출재는 베릴륨을 포함하지 않는 알루미늄 합금으로부터 제조된 사각형 압출재에 비해 전파에너지 값이 136~176% 증가하였고, 전파에너지의 증가로 인해 충격에너지도 15.8~34.5% 증가하였다. 또한, 표 5에 의할 때, 베릴륨을 포함한 알루미늄 합금으로부터 제조된 원형 압출재는 베릴륨을 포함하지 않는 알루미늄 합금으로부터 제조된 원형 압출재에 비해 전파에너지 값이 302~325% 증가하였고, 전파에너지의 증가로 인해 충격에너지도 24.6~37.9% 증가하여, 사각형 압출재보다 그 증가량이 현저하였다. According to Table 4, the rectangular extruded material made from aluminum alloy containing beryllium increased the propagation energy value by 136 ~ 176% compared to the rectangular extruded material made from aluminum alloy containing no beryllium, and the impact due to the increase of the propagated energy Energy increased by 15.8-34.5%. In addition, according to Table 5, the circular extruded material made from aluminum alloy containing beryllium increased the propagation energy value by 302 ~ 325% compared with the circular extruded material made from aluminum alloy containing no beryllium, Due to the impact energy also increased by 24.6 ~ 37.9%, the increase was more significant than the rectangular extrusion.

표 4 및 표 5로부터 베릴륨은 알루미늄 합금의 전파에너지를 향상시키고, 그 결과로 알루미늄 합금의 충격에너지를 향상시킨다는 것을 알 수 있다.From Table 4 and Table 5, it can be seen that beryllium improves the propagation energy of the aluminum alloy and, as a result, improves the impact energy of the aluminum alloy.

3. 알루미늄 합금 3. aluminum alloy 주조재Casting material 및 균질재의 결정형태 And crystalline form of homogeneous material

실시예 1 내지 1, 및 비교예 1의 알루미늄 합금 주조재 및 이를 균질화, 압출, 용체화, 인공시효처리하여 얻은 균질재의 결정형태를 알아보기 위하여 주사전자현미경(SEM)으로 결정형태를 분석하였다.The crystal form of the aluminum alloy cast material of Examples 1 to 1 and Comparative Example 1 and the homogeneous material obtained by homogenizing, extruding, solutionizing, and artificial aging treatment were analyzed by scanning electron microscope (SEM).

실험예Experimental Example 3. 알루미늄 합금 주조재의 주사전자현미경 분석 3. Scanning Electron Microscope Analysis of Aluminum Alloy Castings

도 1a, 도 1b는 비교예 1의 알루미늄 합금 주조재의 주사전자현미경 분석사진(도 1a는 배율이 200배이고 도 1b는 배율이 1000배임)이고, 도 2a, 도 2b, 도 2c는 실시예 1의 알루미늄 합금 주조재의 주사전자현미경 분석사진이다(도 2a는 배율이 200배이고 도 2b 및 도 2c는 배율이 1000배임). 또한, 도 3a, 도 3b, 도 3c는 실시예 2의 알루미늄 합금 주조재의 주사전자현미경 분석사진이다(도 3a는 배율이 200배이고 도 3b 및 도 3c는 배율이 1000배임).1A and 1B are scanning electron micrographs of the aluminum alloy casting material of Comparative Example 1 (FIG. 1A is 200 times magnification and FIG. 1B is 1000 times magnification), and FIGS. 2A, 2B, and 2C are examples of Example 1 Scanning electron microscope analysis of the aluminum alloy casting material (Fig. 2a is 200 times magnification and Figs. 2b and 2c is 1000 times magnification). 3A, 3B and 3C are scanning electron micrographs of the aluminum alloy casting material of Example 2 (FIG. 3A is 200 times magnification and FIGS. 3B and 3C are 1000 times magnification).

도 1a, 도 2a, 및 도 3a에서 보이는 바와 같이, 주조재의 경우 입계를 형성하는 여러 상들이 명확히 구분되어 있어서 입계가 뚜렷히 관찰되며, 주로 관찰되는 상으로서 에타(η)상의 MgZn2, S상의 Al2CuMg, T상의 Al2Mg3Zn3, Fe-Cu 화합물등이 있다. 도 1b, 도 2b, 도 2c, 도 3b 및 도 3c에서 보이는 바와 같이, 베릴륨의 함량이 증가함에 따라 회색으로 관찰되는 Fe-Cu 화합물의 형상이 변화되었고, 특히 약 0.1중량%의 베릴륨을 포함하는 실시예 2의 알루미늄 합금 주조재의 경우 Fe-Cu 화합물의 형상이 비교예 1 및 실시예 1과는 달리 상형문자 또는 원형의 형태를 띄고 있다. 상기의 결과로부터 베릴륨의 첨가에 의해 알루미늄 합금의 Fe-Cu 화합물의 형상이 변화되고, 그로 인해 충격에너지가 향상되는 것을 간접적으로 알 수 있다.As shown in FIGS. 1A, 2A, and 3A, in the case of a cast material, various phases forming grain boundaries are clearly distinguished, and grain boundaries are clearly observed. As the observed phase, MgZn 2 and Al phases of the eta (η) phase are mainly observed. 2 CuMg, T phase Al 2 Mg 3 Zn 3 , Fe-Cu compound and the like. As shown in FIGS. 1B, 2B, 2C, 3B and 3C, as the content of beryllium increases, the shape of the Fe-Cu compound observed in gray has changed, especially containing about 0.1% by weight of beryllium. In the case of the aluminum alloy casting material of Example 2, the shape of the Fe—Cu compound is different from that of Comparative Example 1 and Example 1 and has a hieroglyphic or circular shape. From the above results, it can be seen indirectly that the addition of beryllium changes the shape of the Fe—Cu compound of the aluminum alloy, thereby improving the impact energy.

실험예Experimental Example 4. 알루미늄 합금 균질재의 주사전자현미경 분석 4. Scanning Electron Microscope Analysis of Aluminum Alloy Homogeneous Materials

도 4a, 도 4b는 비교예 1의 알루미늄 합금 균질재의 주사전자현미경 분석사진(도 4a는 배율이 200배이고 도 4b는 배율이 1000배임)이고, 도 5a, 도 5b, 도 5c는 실시예 1의 알루미늄 합금 균질재의 주사전자현미경 분석사진이다(도 5a는 배율이 200배이고 도 5b 및 도 5c는 배율이 1000배임). 또한, 도 6a, 도 6b, 도 6c는 실시예 2의 알루미늄 합금 균질재의 주사전자현미경 분석사진이다(도 6a는 배율이 200배이고 도 6b 및 도 6c는 배율이 1000배임).4A and 4B are scanning electron micrographs of the aluminum alloy homogeneous material of Comparative Example 1 (FIG. 4A is 200 times magnification and FIG. 4B is 1000 times magnification), and FIGS. 5A, 5B, and 5C are examples of Example 1. FIG. Scanning electron microscope analysis of the aluminum alloy homogeneous material (FIG. 5A is 200 times magnification and FIGS. 5B and 5C are 1000 times magnification). 6A, 6B and 6C are scanning electron micrographs of the aluminum alloy homogeneous material of Example 2 (FIG. 6A is 200 times magnification and FIGS. 6B and 6C are 1000 times magnification).

도 4a, 도 5a, 및 도 6a에서 보이는 바와 같이, 균질재의 경우 입계에 분포되어 있던 여러 상들이 대부분 사라져 주조재보다 입계가 뚜렷히 관찰되지 않았으며, 미세한 에타(η)상의 MgZn2가 결정립 내부에 형성되어 있음을 확인할 수 있다.As shown in FIGS. 4A, 5A, and 6A, in the homogeneous material, many of the phases distributed at the grain boundary disappeared, and grain boundaries were not observed more clearly than the cast material, and fine eta (η) phases of MgZn 2 were present in the grains. It can be confirmed that it is formed.

도 5b, 도 5c, 도 6b 및 도 6c에서 보이는 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 2의 균질재의 경우 회색으로 관찰되는 Fe-Cu 화합물의 형상이 주조재보다 약간 커졌으며, 이는 균질화 처리과정에서 발생되는 Fe-Cu 화합물의 성장에 기인하는 것으로 판단된다. 다만, 균질재에서 Fe-Cu 화합물의 형상이 커졌지만, 여전히 원형의 형상을 유지하고 있기 때문에 베릴륨의 첨가에 따른 충격에너지의 향상을 기대할 수 있다.As shown in FIGS. 5B, 5C, 6B and 6C, in the case of the homogeneous materials of Examples 1 to 2, the shape of the Fe-Cu compound observed in gray was slightly larger than that of the cast material, It is judged to be due to the growth of the Fe-Cu compound generated. However, although the shape of the Fe-Cu compound in the homogeneous material is larger, the shape of the Fe-Cu compound is still maintained in a circular shape, and thus the impact energy may be improved by adding beryllium.

도 1a, 도 1b는 비교예 1의 알루미늄 합금 주조재의 주사전자현미경 분석사진(도 1a는 배율이 200배이고 도 1b는 배율이 1000배임)이고, 도 2a, 도 2b, 도 2c는 실시예 1의 알루미늄 합금 주조재의 주사전자현미경 분석사진이다(도 2a는 배율이 200배이고 도 2b 및 도 2c는 배율이 1000배임).1A and 1B are scanning electron micrographs of the aluminum alloy casting material of Comparative Example 1 (FIG. 1A is 200 times magnification and FIG. 1B is 1000 times magnification), and FIGS. 2A, 2B, and 2C are examples of Example 1 Scanning electron microscope analysis of the aluminum alloy casting material (Fig. 2a is 200 times magnification and Figs. 2b and 2c is 1000 times magnification).

도 3a, 도 3b, 도 3c는 실시예 2의 알루미늄 합금 주조재의 주사전자현미경 분석사진이다(도 3a는 배율이 200배이고 도 3b 및 도 3c는 배율이 1000배임).3A, 3B, and 3C are scanning electron micrographs of the aluminum alloy casting material of Example 2 (FIG. 3A is 200 times magnification and FIGS. 3B and 3C are 1000 times magnification).

도 4a, 도 4b는 비교예 1의 알루미늄 합금 균질재의 주사전자현미경 분석사진(도 4a는 배율이 200배이고 도 4b는 배율이 1000배임)이고, 도 5a, 도 5b, 도 5c는 실시예 1의 알루미늄 합금 균질재의 주사전자현미경 분석사진이다(도 5a는 배율이 200배이고 도 5b 및 도 5c는 배율이 1000배임).4A and 4B are scanning electron micrographs of the aluminum alloy homogeneous material of Comparative Example 1 (FIG. 4A is 200 times magnification and FIG. 4B is 1000 times magnification), and FIGS. 5A, 5B, and 5C are examples of Example 1. FIG. Scanning electron microscope analysis of the aluminum alloy homogeneous material (FIG. 5A is 200 times magnification and FIGS. 5B and 5C are 1000 times magnification).

도 6a, 도 6b, 도 6c는 실시예 2의 알루미늄 합금 균질재의 주사전자현미경 분석사진이다(도 6a는 배율이 200배이고 도 6b 및 도 6c는 배율이 1000배임).6A, 6B and 6C are scanning electron micrographs of the aluminum alloy homogeneous material of Example 2 (FIG. 6A has a 200 times magnification and FIGS. 6B and 6C have a 1000 times magnification).

Claims (9)

스칸듐(Sc)을 함유하는 알루미늄 합금으로서, 전체 알루미늄 합금 총 중량%를 기준으로 규소(Si) 함량이 0 초과 및 0.1 이하, 철(Fe) 함량이 0 초과 및 0.1 이하, 구리(Cu) 함량이 1.5 이상 및 2.5 이하, 마그네슘(Mg) 함량이 1.8 이상 및 2.2 이하, 아연(Zn) 함량이 7.6 이상 및 8.4 이하, 지르코늄(Zr) 함량이 0.11 이상 및 0.15 이하, 티타늄(Ti) 함량이 0.02 이상 및 0.08 이하, 스칸듐(Sc) 함량이 0.08 이상 및 0.12 이하, 베릴륨 함량이 0.05 이상 및 0.1 이하인 것을 특징으로 하는, 베릴륨에 의해 충격에너지가 향상된 알루미늄 합금.An aluminum alloy containing scandium (Sc), wherein the silicon (Si) content is greater than 0 and 0.1 or less, the iron (Fe) content is greater than 0 and 0.1 or less, and the copper (Cu) content is 1.5 or more and 2.5 or less, magnesium (Mg) content of 1.8 or more and 2.2 or less, zinc (Zn) content of 7.6 or more and 8.4 or less, zirconium (Zr) content of 0.11 or more and 0.15 or less, titanium (Ti) content of 0.02 or more And 0.08 or less, scandium (Sc) content of 0.08 or more and 0.12 or less, beryllium content of 0.05 or more and 0.1 or less. 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 알루미늄 합금은 아연 대 마그네슘의 중량비가 3.8~4.0 인 것을 특징으로 하는, 베릴륨에 의해 충격에너지가 향상된 알루미늄 합금.The aluminum alloy of claim 1, wherein the aluminum alloy has a weight ratio of zinc to magnesium of 3.8 to 4.0. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 3항에 있어서, 상기 알루미늄 합금은 미량원소로서 망간(Mn) 또는 크롬(Cr)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 베릴륨에 의해 충격에너지가 향상된 알루미늄 합금.The aluminum alloy of claim 3, wherein the aluminum alloy further includes manganese (Mn) or chromium (Cr) as a trace element. 제 1항, 제3항, 또는 제 8항 중 어느 한 항의 알루미늄 합금으로부터 제조된 압출재.An extruded material made from the aluminum alloy of any one of claims 1, 3 or 8.
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