KR101226484B1 - Multiple-heattreatment method of indium bearing 2090 alloy - Google Patents

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Abstract

본 발명은 항공기, 미사일, 경량 장갑재 및 각종 군수용품으로 사용되는 2090 알루미늄 합금의 연신율 향상을 위한 열처리 방법에 관한 것이며, 기존 열처리 공정에 의하여 얻어지는 연신율보다 높은 값을 보유할 수 있는 2090 알루미늄 합금의 열처리 방법을 제공한다.
상기 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 2090 알루미늄 합금의 열처리 방법은, 2090 알루미늄 합금에 인듐을 0.04∼0.08wt% 첨가하여, 용체화 처리후 2단 시효(160∼190℃, 9∼30시간 + 130℃, 165시간) 또는 3단 시효(160∼190℃, 9∼30시간 + 90∼110℃, 3∼5시간 + 145∼150℃, 30∼48시간)하는 시효 열처리 방법에 관한 것이며, 2단 또는 3단 시효 열처리 후 기존 열처리 방법의 연신율(0.5∼6.5%)에 비해 강도 저하는 없으면서 7.9∼13.1%의 현저히 증가된 연신율을 보여준다.
The present invention relates to a heat treatment method for improving the elongation of 2090 aluminum alloy used in aircraft, missiles, lightweight armor materials and various military supplies, heat treatment of 2090 aluminum alloy that can have a value higher than the elongation obtained by the existing heat treatment process Provide a method.
In the heat treatment method of the 2090 aluminum alloy according to the present invention for achieving the above object, by adding 0.04 to 0.08 wt% of indium to the 2090 aluminum alloy, two-stage aging after solution treatment (160 ~ 190 ℃, 9 to 30 hours + 130 ℃, 165 hours) or three stages of aging (160 to 190 ℃, 9 to 30 hours + 90 to 110 ℃, 3 to 5 hours + 145 to 150 ℃, 30 to 48 hours) relates to an aging heat treatment method Or, after the three-stage aging treatment, there is a markedly increased elongation of 7.9-13.1% with no decrease in strength compared to the elongation (0.5-6.5%) of the conventional heat treatment method.

Description

인듐을 첨가한 2090 알루미늄 합금의 다단 열처리 방법{MULTIPLE-HEATTREATMENT METHOD OF INDIUM BEARING 2090 ALLOY}MULTIPLE-HEATTREATMENT METHOD OF INDIUM BEARING 2090 ALLOY}

본 발명은 항공기 부품, 미사일, 경량 장갑재 및 각종 군수용품으로 사용되는 2090 알루미늄 합금에 인듐을 첨가하여 2090 알루미늄 합금에서 일어나는 석출상의 변화를 적절히 제어하여, 기존 열처리 공정에서 얻어지는 강도와 유사하면서도 연신율이 현저히 상승되는 새로운 열처리 공정에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 종래의 열처리 공정에 의하여 얻어지는 0.5∼6.5%의 연신율보다 7.9∼13.1%의 높은 연신율을 나타낼 수 있는 2090 알루미늄 합금의 열처리 방법에 관한 것이다.The present invention adds indium to the 2090 aluminum alloy used for aircraft parts, missiles, lightweight armor materials and various military supplies to adequately control the change in precipitation occurring in the 2090 aluminum alloy, and the elongation is remarkably similar to that obtained in the existing heat treatment process. The present invention relates to a new heat treatment step to be raised, and more particularly, to a heat treatment method of a 2090 aluminum alloy capable of exhibiting an elongation of 7.9 to 13.1% higher than an elongation of 0.5 to 6.5% obtained by a conventional heat treatment process.

리튬(원소기호: Li)은 비중이 0.53g/cm3으로서 알루미늄의 비중, 2.7g/cm3의 약 1/5에 지나지 않기 때문에 리튬을 알루미늄에 첨가할 경우 리튬 1wt% 첨가 당 약 3% 정도의 비중이 감소하기 때문에 경량화가 절실히 요구되는 항공기, 미사일, 장갑차 등의 군수용 부품에 알루미늄-리튬 합금을 적용하면 경량화에 의한 무기 체계의 성능 향상 및 연료비의 절감에 기여하게 된다. 또한 리튬 1wt% 첨가 당 약 6%의 탄성율이 증가하여 항공기 구조재에 있어서 필수불가결한 피로와 진동 등의 문제에 매우 효과적이다. Lithium (symbol of element: Li) is about 3% per 1wt% Li added if the specific gravity of the addition of lithium because the specific gravity of aluminum, since only about 1/5 of 2.7g / cm 3 as 0.53g / cm 3 for Al As the weight of aluminum is reduced, the application of aluminum-lithium alloy to military parts such as aircraft, missiles and armored vehicles, which are required for lightweighting, contributes to the improvement of the performance of the weapon system and the reduction of fuel costs. In addition, the elastic modulus of about 6% per 1wt% of lithium is increased, which is very effective for problems such as fatigue and vibration, which are indispensable in aircraft structural materials.

그러나 알루미늄-리튬 합금은 인성 및 연성이 낮은 것이 최대의 문제점이다. 이와 같은 원인은 시효시 석출되는 준안정상인 δ'(Al3Li)의 소성변형 특성 즉 LI2 규칙 구조를 갖는 δ' 석출상의 계면 에너지가 낮기 때문에 전위에 의해 쉽게 전단될 뿐만 아니라 모상과 정합 관계를 이루며 석출하므로 규칙상인 δ'상과의 슬립면(slip plane)이 거의 일치하여 소성 변형시 전위가 규칙상인 δ'상을 전단하고 진행할 때 전위는 초격자 전위로서 운동하기 때문에 교차 슬립(cross slip)이나 전위 상승(climb)을 일으키기 어렵게 되어 동일 슬립면 상에서 슬립이 집중하게 된다. 이 평면 슬립(planar slip)이 증대되어 입계에서 응력 집중이 초래되고, 그 결과 슬립면과 입계와의 교점에서 균열이 발생하여 입계 또는 슬립면을 따라 균열이 전파하여 파괴가 일어난다. However, aluminum-lithium alloys have the biggest problem of low toughness and ductility. The reason for this is that the plastic deformation of metastable phase δ '(Al 3 Li) precipitated during aging, that is, the interfacial energy of the δ' precipitated phase with LI 2 regular structure is low, so it is easily sheared by dislocations and also has a matching relationship with the mother phase. Since the slip plane coincides with the δ 'phase, which is a regular phase, as it is precipitated, cross slips because the dislocation moves as a superlattice dislocation when shearing and advancing the δ' phase, which has a regular potential during plastic deformation. ) Or dislocation rise (climb) is difficult to occur and the slip is concentrated on the same slip surface. This planar slip is increased to cause stress concentration at the grain boundary, and as a result, cracks occur at the intersection between the slip surface and the grain boundary, so that cracks propagate along the grain boundary or slip surface and fracture occurs.

이러한 저연성 및 저인성의 문제점을 해결하기 위해 많은 노력이 시도되고 있는데, 그 중 대표적인 방법이 δ'상 이외의 다른 석출물을 동시에 석출시켜 δ'상의 석출 거동을 직접 변화시키거나 δ'상보다 강한 제 2상을 기지에 분산시킴으로써 변형을 균일하게 분산시키려는 연구가 진행되고 있다. 이러한 목적으로 첨가되는 대표적인 합금 원소가 마그네슘(Mg)과 구리(Cu)이다. 마그네슘의 알루미늄 내 고용도가 매우 크기 때문에 과포화 정도가 낮아서 δ'상의 석출 거동에 큰 영향을 미치지 못하고 주로 고용 강화에만 기여하는 것으로 알려져 있다. 그러나 마그네슘이 존재함으로서 리튬의 용해도에 영향을 미침으로써 석출 강화에도 영향을 미치는 것으로 보고되고 있다. 구리를 첨가하면 δ'상 이외에 θ'상(Al2Cu)과 3원계 상인 T1상(Al2CuLi)이 동시에 석출하기 때문에 강화 기구가 크게 변화하게 된다. Many efforts have been made to solve the problems of low ductility and low toughness. Among them, a representative method is to precipitate other precipitates other than the δ 'phase at the same time to directly change the precipitation behavior of the δ' phase or to make it stronger than the δ 'phase. Research is being conducted to uniformly disperse the strain by dispersing the two phases on a matrix. Representative alloying elements added for this purpose are magnesium (Mg) and copper (Cu). Since magnesium has a very high solubility in aluminum, it is known that the supersaturation degree is low and does not significantly affect the precipitation behavior of the δ 'phase. However, the presence of magnesium has been reported to affect the strengthening of precipitation by affecting the solubility of lithium. When copper is added, the reinforcing mechanism is greatly changed since the θ 'phase (Al 2 Cu) and the T 1 phase (Al 2 CuLi), which is a ternary phase, are precipitated simultaneously in addition to the δ' phase.

그러나 통상의 용체화처리-시효의 열처리 방법으로는 T1상이 기지 내에 미세하고 균일하게 분포하지 못하고 구리와 리튬이 기지의 111면에서 적층결함기구에 의해 국부적으로 편석되어 조대화되기 때문에, 기지 내에 균일하고 미세하게 분포시키기 위해서는 보통 용체화 처리후 냉간 가공을 도입한 후 시효 처리를 하고 있다. 냉간 가공을 할 경우 전위가 도입되어 전위를 통하여 T1상과 θ'상의 석출이 촉진되어 최종 열처리 후에 미세한 T1상과 θ'상을 얻을 수가 있다. 또 다른 열처리 방법으로서는 2090 알루미늄 합금을 용체화 처리후 상온 시효와 냉간 가공을 한 다음 120℃에서 24시간 시효 처리하여 δ'상을 석출시킨 다음, 석출된 δ'상을 재고용하기 위해서 δ'상의 용해 온도 이상인 약 270℃ 이상에서 단시간(1분) 유지한다. 이후 미세한 δ'상과 T1상을 다시 석출시키기 위해 약 200℃ 정도에서 단시간(20분) 시효열처리한다. However, in the conventional solution treatment-aging heat treatment method, since the T 1 phase is not finely and uniformly distributed in the matrix and copper and lithium are locally segregated and coarsened by the lamination defect mechanism on the 111 side of the matrix, In order to distribute uniformly and finely, aging treatment is usually performed after introduction of cold working after solution treatment. When cold working, dislocations are introduced to facilitate the precipitation of the T 1 phase and the θ 'phase through the dislocations, thereby obtaining a fine T 1 phase and the θ' phase after the final heat treatment. As another heat treatment method, the solution of 2090 aluminum alloy is subjected to room temperature aging and cold working, and then aged at 120 ° C. for 24 hours to precipitate the δ 'phase, and then to dissolve the δ' phase to re-use the precipitated δ 'phase. It is kept for a short time (1 minute) at about 270 degreeC or more which is more than temperature. Thereafter, in order to precipitate the fine δ 'phase and the T 1 phase again, the aging heat treatment was performed at about 200 ° C. for a short time (20 minutes).

그러나 냉간 가공의 도입은 특수한 경우, 예를 들면 압출품이나 단조품 그리고 초소성 성형 부품 등의 형상이 복잡한 경우에는 적용이 어려운 경우가 많고, δ'상을 고온에서 재고용시키는 방법은 열처리 시간이 극히 짧아 박판의 경우에 적용이 가능하나 판재가 두꺼울 경우에는 적용이 불가능하다. 그러므로 알루미늄-리튬 합금의 응용을 확대하기 위해서는 용체화 처리후 냉간 가공을 도입하지 않고, 또한 δ'상을 재고용시키기 위해 고온에서 단시간 유지하지 않고도, T1상과 θ'상을 미세하기 석출시켜 원하는 강도와 연신율을 얻는다면 알루미늄-리튬 합금의 적용 범위가 확대될 것이다. However, the introduction of cold working is often difficult in special cases, for example, in the case of complicated shapes of extruded products, forged products, and superplastic molded parts, and the method of reapplying the δ 'phase at a high temperature has a very short heat treatment time. It can be applied in the case of thin plate, but not in the case of thick plate. Therefore, in order to expand the application of the aluminum-lithium alloy, the T 1 phase and the θ 'phase are finely precipitated without introducing cold processing after the solution treatment and without being held at high temperature for a short time in order to redistribute the δ' phase. Obtaining strength and elongation will extend the application of aluminum-lithium alloys.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 2090 알루미늄 합금에 인듐을 첨가하여 석출 거동을 변화시킴으로서 최적의 시효 열처리 조건을 도출하여 기존의 2090 알루미늄 합금 열처리 방법에 비해 연신율이 크게 향상된 2090 알루미늄 합금의 열처리 방법을 제공하는 데 있다. The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems. The purpose of the present invention is to add an indium to 2090 aluminum alloy to change the precipitation behavior, thereby deriving an optimal aging heat treatment condition, which results in a higher elongation than the conventional 2090 aluminum alloy heat treatment method. To provide a greatly improved heat treatment method of 2090 aluminum alloy.

본 발명에 따른 2090 알루미늄 합금의 열처리 방법에서는, 중량%로 리튬: 1.9~2.6%, 구리: 2.4~3.0%, 지르코늄: 0.08%~0.15% 및 나머지 알루미늄과 불가피한 불순물로 이루어진 2090 알루미늄 합금에 인듐: 0.04~0.08wt%를 첨가한 합금을 제조하여, 이 합금을 용체화 처리한 후에 2단 또는 3단 시효 열처리한다. In the heat treatment method of the 2090 aluminum alloy according to the present invention, indium in a 2090 aluminum alloy composed of lithium: 1.9 to 2.6%, copper: 2.4 to 3.0%, zirconium: 0.08% to 0.15%, and the rest of aluminum and unavoidable impurities. An alloy to which 0.04 to 0.08 wt% is added is prepared and subjected to two-stage or three-stage aging treatment after the alloy is subjected to solution treatment.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 2단 시효는 160~190℃, 9~30시간 + 120~140℃, 100~165시간의 열처리로 이루어질 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the two-stage aging may be made of heat treatment of 160 ~ 190 ℃, 9 ~ 30 hours + 120 ~ 140 ℃, 100 ~ 165 hours.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 3단 시효는 160~190℃, 9~30시간 + 90~110℃, 3~5시간 + 145~155℃, 30~48시간의 열처리로 이루어질 수 있다. According to a preferred embodiment of the present invention, the three stage aging may be made of heat treatment of 160 ~ 190 ℃, 9 ~ 30 hours + 90 ~ 110 ℃, 3 ~ 5 hours + 145 ~ 155 ℃, 30 ~ 48 hours.

본 발명에 따라 인듐을 첨가한 2090 합금의 열처리 방법에 의하면, 2단 또는 3단 시효 열처리 후 기존 열처리 방법의 연신율에 비해 강도 저하는 없으면서 현저히 증가된 연신율을 나타낸다. According to the heat treatment method of the 2090 alloy to which indium is added according to the present invention, after the two-stage or three-stage aging treatment, there is a markedly increased elongation without decreasing the strength compared to the elongation of the conventional heat treatment method.

도 1은 540℃에서 용체화 처리후 수냉한 2090 합금과 인듐을 첨가한 2090 합금의 시차주사열분석 결과이다.
도 2는 종래의 방법으로 2090 합금을 190℃에서 시효하여 최고 경도를 나타내는 24시간 시효 후의 투과전자현미경 조직이다.
도 3은 0.08wt% 인듐을 첨가한 2090 합금을 190℃에서 시효할 경우 최고 경도를 나타내는 9시간 시효 후의 투과전자현미경 조직이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 0.04wt% 인듐을 첨가한 2090 합금을 3단 시효 열처리 방법(190℃, 9hr + 100℃, 3hr + 150℃, 48hr)에 의한 시편의 투과전자현미경 조직이다.
FIG. 1 shows the results of differential scanning thermal analysis of a 2090 alloy in which water is cooled and a 2090 alloy added with indium after solution treatment at 540 ° C. FIG.
FIG. 2 is a transmission electron microscope structure after 24 hours aging showing that the 2090 alloy is aged at 190 ° C. by the conventional method and exhibits the highest hardness. FIG.
3 is a transmission electron microscope structure after 9 hours of aging showing the highest hardness when the 2090 alloy added with 0.08wt% indium is aged at 190 ° C.
Figure 4 is a transmission electron microscope structure of the specimen by a three-stage aging treatment method (190 ℃, 9hr + 100 ℃, 3hr + 150 ℃, 48hr) 2020 alloy added 0.04wt% indium according to an embodiment of the present invention to be.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 2090 알루미늄 합금의 시효 열처리 방법에 있어서, 사용 소재는 항공기, 미사일, 장갑차 부품 등에 적용되고 있는 2090 알루미늄 합금으로 중량 %로 리튬: 1.9∼2.6%, 구리: 2.4∼3.0%, 지르코늄: 0.08∼0.15% 및 나머지 알루미늄으로 이루어져 있다. 이 조성으로 된 2090 알루미늄 합금에 인듐을 0.04wt%~0.08wt% 첨가하여 540℃에서 용체화 처리(두께 25mm 당 1시간)한 다음 2단 시효(160~190℃, 9~30시간 + 120~140℃, 100~165시간) 또는 3단 시효(160~190℃, 9~30시간 + 90~110℃, 3~5시간 + 145~155℃, 30~48시간)하는 시효 열처리 방법에 관한 것이며, 2단 또는 3단 시효열처리 후 기존 방법의 연신율(0.5∼6.5%)에 비해 강도 저하는 없으면서 7.9∼13.1%의 연신율을 갖는 2090 알루미늄 합금을 제작하는 방법에 관한 것이다. In the present invention for achieving the above object, in the aging heat treatment method of 2090 aluminum alloy, the material used is 2090 aluminum alloy which is applied to aircraft, missile, armored vehicle parts, etc. in weight% of lithium: 1.9-2.6%, copper: 2.4 -3.0%, zirconium: 0.08-0.15% and the remaining aluminum. Indium was added 0.04wt% to 0.08wt% to the 2090 aluminum alloy having this composition, followed by solution treatment at 540 ℃ (1 hour per 25mm thickness), followed by two-stage aging (160 ~ 190 ℃, 9 ~ 30 hours + 120 ~). 140 ℃, 100-165 hours) or three-stage aging (160-190 ℃, 9-30 hours + 90-110 ℃, 3-5 hours + 145-155 ℃, 30-48 hours) And a method for producing a 2090 aluminum alloy having an elongation of 7.9 to 13.1% without a decrease in strength compared to the elongation (0.5 to 6.5%) of the conventional method after the two-stage or three-stage aging heat treatment.

표 1은 본 발명에서 사용한 2090합금의 조성을 보여준다.Table 1 shows the composition of the 2090 alloy used in the present invention.

Figure 112010070726029-pat00001
Figure 112010070726029-pat00001

여기서 상기한 2단 시효 및 3단 시효 시 설정한 각 온도 및 시간에 따른 특징 및 인듐의 영향을 설명하면 다음과 같다.Herein, the characteristics and effects of indium according to the temperature and time set during the two-stage and three-stage aging will be described as follows.

도 1은 540℃에서 용체화 처리후 수냉한 2090 합금과 인듐을 첨가한 2090 합금의 시차주사열분석 결과이다. 모두 3개의 발열 반응과 3개의 흡열 반응이 나타난다. 2090합금은 α(과포화고용체) → GP 존(zone) → δ' → θ' + T1 → T1 의 과정으로 석출이 일어나며, 본 실험에서의 시차주사열분석 곡선과 비교하면 발열 a 는 GP 존의 생성, 발열 c 는 δ'상의 생성, 발열 e 는 θ'상과 T1상의 생성에 의한 것으로 판단되고, 흡열 b, d, f 는 각각 GP 존, δ'상, θ' + T1의 용해에 의한 것으로 판단된다. FIG. 1 shows the results of differential scanning thermal analysis of a 2090 alloy in which water is cooled and a 2090 alloy added with indium after solution treatment at 540 ° C. FIG. All three exothermic and three endothermic reactions occur. 2090 alloy is precipitated by the process of α (supersaturated solid) → GP zone → δ '→ θ' + T 1 → T 1 , and exothermic a is GP zone when compared with the differential scanning curve analysis in this experiment. , Exothermic c is believed to be due to the generation of the δ 'phase and exothermic e is due to the generation of the θ' phase and the T 1 phase, and endotherms b, d and f are dissolved in the GP zone, δ 'phase and θ' + T 1 , respectively. Judging by

도 1에서 나타낸 바와 같이 인듐의 첨가로 GP 존 및 δ'상의 석출이 지연되며, 생성되는 양도 적어진 것으로 보아 인듐의 첨가가 GP 존 및 δ'상의 생성을 억제시키는 것으로 판단된다. 반면에 θ' + T1 상의 생성은 인듐 첨가에 의해 피크가 저온으로 이동하며, 좁은 온도 구간에서 생성되는데, 석출물의 크기가 아주 미세할 것으로 추론된다. 그리하여 160∼190℃, 9∼30시간 시효로 θ'상과 T1상을 미세하게 석출시켜, 리튬이 T1상 생성에 기여하고 남은 리튬이 미세한 δ'상으로 생성되도록 통상의 온도보다 낮은 온도인 120∼140℃에서 100∼165시간 시효한다. 3단 시효에서는 160∼190℃, 9∼30시간 시효로 고온 석출상인 θ'상과 T1상을 미세하게 석출시킨 후 이보다 저온인 90∼110℃에서 3∼5시간 시효하여 저온 석출상인 δ'상의 핵생성을 유도하고 145∼155℃에서 30∼48시간 시효하여 δ'상을 성장시키면 2단 시효와 동일 효과를 나타내며 시간을 단축시킬 수 있다. As shown in Fig. 1, the addition of indium delays the precipitation of the GP zone and the δ 'phase, and the amount produced is also small. On the other hand, the formation of θ '+ T 1 phase is shifted to a low temperature by the addition of indium, and formed in a narrow temperature range, it is inferred that the size of the precipitate is very fine. Thus, the θ 'phase and the T 1 phase are finely precipitated by aging at 160 to 190 ° C for 9 to 30 hours, so that the lithium contributes to the formation of the T 1 phase and the remaining lithium is produced as a fine δ' phase. It ages for 100 to 165 hours at 120-140 degreeC phosphorus. In three-stage aging, θ 'phase, which is a high temperature precipitated phase and T 1 phase, is finely precipitated at 160 to 190 ° C for 9 to 30 hours of aging, and then aged at 3-5 ° C for 90 hours at a lower temperature, δ' Induction of phase nucleation and aging at 145-155 ° C. for 30-48 hours resulted in the same effect as two-stage aging and shortening of time.

인듐의 중량비가 0.04wt% 미만이면 알루미늄 내의 인듐의 고용한 이상되는 용질원자의 양이 적어 석출상의 촉진에 큰 영향을 미치지 못하고, 0.08wt를 초과하면 알루미늄 원자보다 큰 인듐원자가 고용되지 못하고 결정입계에 과다 존재함으로 써 결정입계 파괴를 촉진시켜 연신율의 감소를 초래한다.If the weight ratio of indium is less than 0.04 wt%, the amount of insoluble solute atoms of indium in aluminum is small, which does not significantly affect the promotion of precipitation, and if it exceeds 0.08 wt, indium atoms larger than aluminum atoms are not dissolved and are in the grain boundary. Excessive presence promotes grain boundary breakdown, leading to a decrease in elongation.

[[ 실시예Example 1] One]

종래의 시효 열처리 방법과 본 발명에서 제시한 시효 열처리 방법을 적용한 시험편에 대한 기계적 특성을 비교한 결과를 표 2에 나타내었다. Table 2 shows the results of comparing the mechanical properties of the test specimen to which the conventional aging treatment method and the aging treatment method proposed in the present invention are applied.

종래의 방법에서는 용체화 처리후 시효를 행하는 T6 처리와 용체화 처리후 냉간 가공을 3∼5%정도 하여 석출상의 핵생성 위치를 증가시켜 시효를 행하는 T8 처리가 주로 행하여지고 있으며 연신율이 0.5∼6.5% 수준이며, 상온 시효와 냉간 가공을 도입한 종래 열처리 방법(5)와 같은 복잡한 공정에서도 연신율이 5∼6% 수준이며, 고온에서 시효 처리됨으로써 강도가 저하하고, 짧은 시간 열처리되기 때문에 얇은 판재에만 적용 가능한 단점이 있다.In the conventional method, the T6 treatment for aging after solution treatment and the cold treatment after solution treatment for 3 to 5% increase the nucleation position of the precipitated phase, and the T8 treatment for aging is mainly performed and the elongation is 0.5 to 6.5. % Level, even in complex processes such as the conventional heat treatment method (5) incorporating room temperature aging and cold working, the elongation is about 5 to 6%. There are disadvantages applicable.

본 발명의 열처리 방법에서는 용체화 처리후 냉간 가공 없이 인듐을 첨가하여 2단 및 3단 열처리함으로써 강도 저하 없이 연신율이 7.9~13.1%로 상승한다. In the heat treatment method of the present invention, the elongation is increased to 7.9 to 13.1% without deterioration of strength by adding indium and performing two-stage and three-stage heat treatment without cold working after the solution treatment.

Figure 112010070726029-pat00002
Figure 112010070726029-pat00002

[실시예 2][Example 2]

도 1은 종래의 방법과 본 발명의 방법으로 2090 합금과 인듐을 첨가한 2090 합금을 용체화 처리후 시차주사열분석한 결과이다. 2090 합금(A)보다 인듐을 첨가한 2090 합금(B)에서 θ'상과 T1 상의 생성 피크인 "e" 가 좁은 온도 범위에서 큰 발열을 나타내며 매우 미세하게 생성되어 석출됨을 추론할 수 있다. FIG. 1 shows the results of differential scanning sequence analysis after solution treatment of a 2090 alloy to which a 2090 alloy and indium are added by a conventional method and a method of the present invention. It can be inferred that, in the 2090 alloy (B) to which indium was added rather than the 2090 alloy (A), "e", which is a production peak of the θ 'phase and the T 1 phase, exhibits a large heat generation in a narrow temperature range and is very finely generated and precipitated.

[실시예 3][Example 3]

도 2는 종래의 방법으로 2090 합금을 190℃에서 시효할 경우 최고 경도를 나타내는 24시간 시효 후의 50,000배로 촬영한 투과전자현미경 조직이다. 도 2의 (a)는 [100] 정대축(zone axis)에서의 δ'상과 θ'상의 암시야상, (b)는 [100] 정대축에서의 T1상의 암시야상이다. δ'상은 구형이고 T1, θ'상은 판상이다. T1상과 θ'상의 단위 면적당 개수는 한개의 특정면(variant)에서 생성된 석출상 만을 고려할 때 각각 31개/㎛2, 22개/㎛2 이다. 2 is a transmission electron microscope structure taken at 50,000 times after 24 hours aging showing the highest hardness when the 2090 alloy is aged at 190 ° C. by a conventional method. (A) of Figure 2 [100] dark field image, (b) on the shaft of the constant δ in (zone axis) 'a and θ' is the [100] T 1 is implied on the field image in the forward shaft of. The δ 'phase is spherical and the T 1 , θ' phase is plate-shaped. Number per unit area on the T 1 and θ 'are each 31 / ㎛ 2, 22 gae / ㎛ 2 Considering only the precipitated phase generated by the one of the specific surface (variant).

[실시예 4]Example 4

도 3은 0.08wt% 인듐을 첨가한 2090 합금을 190℃에서 시효할 경우 최고 경도를 나타내는 9시간 시효 후 100,000배로 촬영한 투과전자현미경 조직이다. 도 3의 (a)는 [100] 정대축에서의 θ'상의 암시야상, (b)는 [100] 정대축에서의 T1상의 암시야상이다. 이때 한개의 특정면(variant)에서 생성된 석출상 만을 고려할 때 T1상과 θ'상의 단위 면적당 개수는 각각 350개/㎛2, 700개/㎛2로서, 도 2와 비교하여 보면, 인듐의 첨가로 인하여 T1상과 θ'상이 미세하고 균일하게 분포되어 있음을 알 수 있다. 또한 인듐이 첨가되지 않은 경우에는 도 2에서와 같이 δ'상이 존재하나 인듐이 첨가된 경우에는 δ'상이 관찰되지 않는다.3 is a transmission electron microscope structure taken at 100,000 times after 9 hours aging showing the highest hardness when the 2090 alloy added with 0.08wt% indium is aged at 190 ° C. (A) is a dark field image of (theta) 'phase in a [100] azimuth axis, (b) is a dark field image of the T 1 phase in a [100] axial axis. In this case, considering only the precipitated phase generated from one specific surface, the number of T 1 and θ 'phases per unit area is 350 pieces / μm 2 and 700 pieces / μm 2 , respectively. It can be seen that due to the addition, the T 1 phase and the θ 'phase are finely and uniformly distributed. In addition, when indium is not added, the δ 'phase exists as in FIG. 2, but when the indium is added, the δ' phase is not observed.

[실시예 5][Example 5]

도 4는 본 발명의 방법으로 0.04wt% 인듐을 첨가한 2090 합금을 용체화처리후 3단 시효(190℃, 9hr + 100℃, 3hr + 150℃, 48hr)한 시편을 100,000배로 촬영한 투과전자현미경 조직이다. (a)는 [100] 정대축에서의 θ'상과 δ'상이고, (b)는 [100] 정대축에서의 T1상이다. 도 2의 인듐을 첨가하지 않은 경우와 비교해 볼 때 δ'상과 θ'상의 크기가 아주 작고 미세하며, T1상도 같은 경향이다. 여기서 θ'상과 T1상은 1단계(190℃, 9hr) 시효때 생성된 것이며, 미세한 δ'상은 2단계(100℃, 3hr) 시효시 핵생성되어 3단계(150℃, 48hr) 시효 때 성장한 것으로 판단된다. 인듐을 첨가한 경우의 T6 처리한 조직인 도 3에서는 δ'상이 관찰되지 않았지만, 도 4의 3단 시효에서는 아주 미세한 δ'상이 관찰된다.FIG. 4 is a transmission electron image taken at 100,000 times of a specimen subjected to three stages of aging (190 ° C, 9hr + 100 ° C, 3hr + 150 ° C, 48hr) after solution treatment of a 2090 alloy containing 0.04wt% indium by the method of the present invention. Microscopic tissue. (a) is the θ 'phase and the δ' phase in the [100] axle axis, and (b) is the T 1 phase in the [100] axle axis. Compared with the case where the indium of FIG. 2 is not added, the δ 'phase and the θ' phase are very small and fine, and the T 1 phase tends to be the same. Here, the θ 'phase and the T 1 phase are produced at the first stage (190 ℃, 9hr) aging, and the fine δ' phase is nucleated at the second stage (100 ℃, 3hr) aging and grown at the third stage (150 ℃, 48hr) aging. It seems to be. Although the δ 'phase was not observed in FIG. 3, which is a T6 treated tissue when indium was added, a very fine δ' phase is observed in the three-stage aging of FIG.

이상으로 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 설명하였으나, 본 발명의 범위가 이러한 실시 형태로만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 본질적이고 필수적인 구성을 벗어나지 않으면서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명에서 전술한 실시 형태는 예시적인 것일 뿐이며 제한적 의미를 갖는 것으로 해석되지 않아야 하며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 기재된 사항 및 이로부터 파악될 수 있는 모든 변형 실시 형태를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, the scope of the present invention is not limited only to this embodiment, It can be variously modified without departing from the essential and essential structure of this invention. Accordingly, the foregoing embodiments in the present invention are merely exemplary and should not be construed as having a limiting meaning, the scope of the present invention including matters set forth in the appended claims and all modifications that may be understood therefrom. It should be understood that.

Claims (4)

중량%로, 리튬: 1.9~2.6%, 구리: 2.4~3.0%, 지르코늄: 0.08%~0.15% 및 나머지 알루미늄과 불가피한 불순물로 이루어진 2090 알루미늄 합금에, 제 1 단계 시효 열처리시 δ'상의 생성을 억제하도록 인듐을 0.04~0.08wt% 첨가한 합금을 제조하여, 용체화 처리한 후에 2단 시효 열처리하고,
상기 2단 시효 열처리는,
상기 제 1 단계로서 160∼190℃에서 9∼30시간 열처리하며, 제 2 단계로서 120~140℃에서 100~165시간 열처리하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 2090 알루미늄 합금의 열처리 방법.
By weight, in a 2090 aluminum alloy composed of lithium: 1.9 to 2.6%, copper: 2.4 to 3.0%, zirconium: 0.08% to 0.15%, and the remaining aluminum and unavoidable impurities, inhibits the formation of the δ 'phase during the first stage of aging treatment. To prepare an alloy in which 0.04 to 0.08 wt% of indium was added so as to be solvated, a two-stage aging treatment was performed after solution treatment.
The two-stage aging heat treatment,
The heat treatment method of 2090 aluminum alloy comprising the heat treatment at 160 to 190 ℃ for 9 to 30 hours as the first step, and 100 to 165 hours at 120 to 140 ℃ as a second step.
삭제delete 중량%로, 리튬: 1.9~2.6%, 구리: 2.4~3.0%, 지르코늄: 0.08%~0.15% 및 나머지 알루미늄과 불가피한 불순물로 이루어진 2090 알루미늄 합금에 인듐을 0.04~0.08wt% 첨가한 합금을 제조하여, 용체화 처리한 후에 3단 시효 열처리하고,
상기 3단 시효 열처리는,
제 1 단계로서 160∼190℃에서 9∼30시간의 열처리와, 제2 단계로서 90~110℃에서 3~5시간의 열처리와, 제 3 단계로서 145~155℃에서 30∼48시간의 열처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 2090 알루미늄 합금의 열처리 방법.
In terms of weight percent, an alloy containing indium was added in an amount of 0.04 to 0.08 wt% to a 2090 aluminum alloy composed of lithium: 1.9 to 2.6%, copper: 2.4 to 3.0%, zirconium: 0.08% to 0.15%, and the remaining aluminum and inevitable impurities. After the solution treatment, three-stage aging treatment,
The three-stage aging heat treatment,
9 to 30 hours of heat treatment at 160 to 190 ° C as the first step, 3 to 5 hours of heat treatment at 90 to 110 ° C as the second step, and 30 to 48 hours at 145 to 155 ° C as the third step Heat treatment method of a 2090 aluminum alloy comprising a.
제 1 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 따라 제조된 것을 특징으로 하는 2090 알루미늄 합금.A 2090 aluminum alloy produced according to the method of claim 1.
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