KR101455524B1 - METHOD OF MANUFACTURING Al-Mg-Si BASED ALLOY - Google Patents

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Abstract

강소성 가공된 Al-Mg-Si계 합금의 전위밀도 저감 방법 및 이를 이용한 Al-Si-Mg계 합금 제조 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 Al-Mg-Si계 합금의 전위밀도 저감 방법은 강소성 가공된 Al-Mg-Si계 합금에, 상기 Al-Mg-Si계 합금의 항복강도 미만의 응력범위에서 반복응력을 가하여, Al-Mg-Si계 합금의 결정립 내부의 전위밀도를 저감시키는 것을 특징으로 한다.
A dislocation density reduction method of an Al-Mg-Si based alloy processed with a Jiangsu process and a method of manufacturing an Al-Si-Mg based alloy using the same are disclosed.
The method for reducing the dislocation density of an Al-Mg-Si based alloy according to the present invention is a method for reducing the dislocation density of an Al-Mg-Si based alloy by applying a repetitive stress in a stress range less than the yield strength of the Al- And the dislocation density in the crystal grain of the Al-Mg-Si alloy is reduced.

Description

Al-Mg-Si계 합금의 전위밀도 저감 방법 및 이를 이용한 Al-Mg-Si계 합금 제조 방법 {METHOD OF MANUFACTURING Al-Mg-Si BASED ALLOY}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a method of reducing dislocation density of an Al-Mg-Si based alloy and a method of manufacturing an Al-

본 발명은 Al-Mg-Si계 합금 제조 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비열처리적 방법에 의하여 Al-Mg-Si계 합금의 전위밀도 저감 방법 및 이를 이용한 Al-Mg-Si계 합금 제조 방법에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a method of reducing the dislocation density of an Al-Mg-Si based alloy by a non-thermal treatment method and a method of manufacturing an Al-Mg-Si based alloy using the same .

항공기 구조재 등은 경량화가 요구되며, 이에 따라 알루미늄을 기반으로 하는 합금에 많은 연구가 이루어지고 있다. Aircraft structural materials, etc. are required to be lightweight, and thus many studies have been made on aluminum-based alloys.

가장 대표적인 합금은 Al-Zn-Mg계 합금이다. 그러나, Al-Zn-Mg계 합금은 강도 특성은 매우 우수하나, 용접성, 내식성 등이 좋지 못한 문제점이 있다. The most representative alloys are Al-Zn-Mg alloys. However, the Al-Zn-Mg alloy has excellent strength characteristics, but has poor weldability and corrosion resistance.

이러한 점을 해결하고자, 최근에는 Al-Mg-Si계 합금이 개발되었다. Al-Mg-Si계 합금의 경우, 강소성 가공에 의하여 기계적 특성을 향상시킬 수 있다. To solve this problem, recently, an Al-Mg-Si alloy has been developed. In the case of the Al-Mg-Si alloy, the mechanical properties can be improved by the rigid-plastic working.

한편, Al-Mg-Si계 합금이 강소성 가공 이력을 갖게 되면, 결정립 내의 전위밀도가 증가한다. 이를 해결하기 위해, 열처리를 통하여 전위밀도를 감소시키고 있다. On the other hand, when the Al-Mg-Si-based alloy has a strong process history, the dislocation density in the crystal grain increases. In order to solve this problem, dislocation density is reduced through heat treatment.

그런데, Al-Mg-Si계 합금은 석출경화형 합금이므로, 열처리시 과시효가 발생할 수 있으며, 이는 기계적 특성, 특히 연신율의 감소에 많은 영향을 미친다.
However, since the Al-Mg-Si alloy is a precipitation hardening type alloy, an overexposure may occur during the heat treatment, which greatly affects the mechanical properties, particularly the reduction of the elongation.

본 발명과 관련된 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0105099호(2004.12.14. 공개)에 개시된 알루미늄-마그네슘-실리콘 합금판재의 스프링 백 저감을 위한 방법이 있다.
As a background related to the present invention, there is a method for reducing the springback of an aluminum-magnesium-silicon alloy plate disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2004-0105099 (Dec. 14, 2004).

본 발명의 목적은 열처리에 의하지 않으면서 강소성 가공 이력을 가진 Al-Mg-Si계 합금의 전위 밀도를 저감할 수 있는 방법 및 이를 이용한 Al-Mg-Si계 합금 제조 방법을 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a method capable of reducing the dislocation density of an Al-Mg-Si based alloy having a strong process history and a method of manufacturing an Al-Mg-Si based alloy using the method.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 Al-Mg-Si계 합금의 전위밀도 저감 방법은 강소성 가공된 Al-Mg-Si계 합금에, 상기 Al-Mg-Si계 합금의 항복강도 미만의 응력범위에서 반복응력을 가하여, Al-Mg-Si계 합금의 결정립 내부의 전위밀도를 저감시키는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method for reducing the dislocation density of an Al-Mg-Si alloy according to an embodiment of the present invention, In the stress range of the Al-Mg-Si-based alloy, thereby reducing the dislocation density in the grain of the Al-Mg-Si-based alloy.

이때, 상기 반복응력은 0.2~1.0%의 스트레인 진폭(strain amplitude)으로 50 사이클 이상 수행하는 것이 보다 바람직하다.
In this case, it is more preferable that the cyclic stress is performed for 50 cycles or more at a strain amplitude of 0.2 to 1.0%.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 Al-Mg-Si계 합금 제조 방법은 (a) Al-Mg-Si계 합금 모재를 가열하여 용체화 처리하는 단계; (b) 상기 용체화 처리된 Al-Mg-Si계 합금 모재를 강소성 가공하는 단계; 및 (c) 상기 강소성 가공된 Al-Mg-Si계 합금 모재의 항복강도 미만의 응력범위에서, 상기 강소성 가공된 Al-Mg-Si계 합금 모재에 반복응력을 가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an Al-Mg-Si alloy according to an embodiment of the present invention includes the steps of: (a) heating an Al-Mg-Si alloy base material to perform solution treatment; (b) rigidly processing the solution-processed Al-Mg-Si-based alloy base material; And (c) applying a repetitive stress to the strongly-machined Al-Mg-Si alloy base material in a stress range lower than a yield strength of the roughly machined Al-Mg-Si alloy base material do.

이때, 상기 Al-Mg-Si계 합금 모재는 중량%로, 실리콘(Si) : 0.5~1.5%, 철(Fe) : 0.1~0.5%, 구리(Cu) : 0.005~0.02%, 망간(Mn) : 0.005~0.02%, 마그네슘(Mg) : 0.2~1.0%, 크롬(Cr) : 0.005~0.05%를 포함하고, 나머지 알루미늄(Al)과 불가피한 불순물로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 Al-Mg-Si계 합금 모재는 중량%로, 아연(Zn) : 0.01% 이하 및 티타늄(Ti) : 0.01% 이하 중에서 1종 이상을 더 포함할 수 있다. In this case, the base material of the Al-Mg-Si based alloy may contain 0.5 to 1.5% of silicon (Si), 0.1 to 0.5% of iron (Fe), 0.005 to 0.02% of copper (Cu) : 0.005 to 0.02%, magnesium (Mg): 0.2 to 1.0%, chromium (Cr): 0.005 to 0.05%, and the remaining aluminum (Al) and unavoidable impurities. The Al-Mg-Si alloy base material may further include at least one of 0.01% or less of zinc (Zn) and 0.01% or less of titanium (Ti).

또한, 상기 (b) 단계는 ECAP(Equal Channel Angular Pressing) 방법으로 수행될 수 있다. The step (b) may be performed by an Equal Channel Angular Pressing (ECAP) method.

또한, 상기 (c) 단계는 0.2~1.0%의 스트레인 진폭으로 및 50 사이클 이상 수행하는 것이 바람직하다.
The step (c) is preferably performed at a strain amplitude of 0.2 to 1.0% and at least 50 cycles.

본 발명에 따른 Al-Mg-Si계 합금의 전위밀도 저감 방법에 의하면, 강소성 처리된 Al-Mg-Si계 합금에 항복강도 이하의 반복응력을 가함으로써 별도의 열처리 혹은 시효 처리 없이 결정립 내부의 전위밀도를 감소시킬 수 있다. According to the method for reducing the dislocation density of the Al-Mg-Si based alloy according to the present invention, by applying a repetitive stress less than the yield strength to the Al-Mg-Si alloy subjected to the hardness treatment, The density can be reduced.

이를 통하여, Al-Mg-Si계 합금 모재에 강소성 가공을 적용하여 기계적 특성을 향상킴과 더불어, 연신율 저하를 최소화하면서 결정립 내부의 전위밀도를 감소시킨 Al-Mg-Si계 합금을 제조할 수 있다.
Through this process, Al-Mg-Si alloys can be manufactured which have improved mechanical properties by applying rigid processing to Al-Mg-Si alloy base materials and reduced dislocation density in the grains while minimizing elongation loss .

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 Al-Mg-Si계 합금 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 2 내지 도 4는 반복응력 사이클에 따른 가소성 가공된 Al-Mg-Si계 시편의 미세조직 변화를 나타낸 TEM 사진들이다.
1 is a flowchart schematically showing a method for manufacturing an Al-Mg-Si based alloy according to an embodiment of the present invention.
Figs. 2 to 4 are TEM photographs showing microstructural changes of a plastic-processed Al-Mg-Si specimen according to a cyclic stress cycle.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들 및 도면을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent with reference to the embodiments and drawings described in detail below. However, it is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. It is intended that the disclosure of the present invention be limited only by the terms of the appended claims.

이하, 본 발명에 따른 Al-Mg-Si계 합금의 전위밀도 저감 방법 및 이를 이용한 Al-Mg-Si계 합금 제조 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, a dislocation density reduction method of an Al-Mg-Si based alloy and a method of manufacturing an Al-Mg-Si based alloy using the same will be described in detail.

본 발명에 따른 Al-Mg-Si계 합금의 전위밀도 저감 방법은 과시효를 수반할 수 있는 열처리 방법 대신 비열처리 방법에 의한다. The method of reducing the dislocation density of the Al-Mg-Si based alloy according to the present invention is based on a non-heat treatment method instead of the heat treatment method which can carry out the overexposure.

보다 구체적으로, 본 발명에 따른 Al-Mg-Si계 합금의 전위밀도 저감 방법은 강소성 가공되어 결정립 내부에 전위밀도가 높은 Al-Mg-Si계 합금에 반복응력을 인가함으로써 Al-Mg-Si계 합금의 결정립 내부 전위밀도를 감소시킨다. More specifically, the method of reducing the dislocation density of an Al-Mg-Si alloy according to the present invention is a method of reducing the dislocation density of an Al-Mg-Si alloy by applying a repetitive stress to an Al- Thereby reducing the dislocation density in the grain of the alloy.

이때, 반복응력 인가가 Al-Mg-Si계 합금의 항복강도 이상에서 수행될 경우 소성 변형이 발생하기 때문에, 반복응력 인가는 Al-Mg-Si계 합금의 항복강도 미만의 응력범위에서 수행되어야 한다. Since the plastic deformation occurs when the repeated stress application is performed at a yield strength of the Al-Mg-Si based alloy, the application of the repeated stress should be performed in a stress range lower than the yield strength of the Al-Mg-Si based alloy .

이때, 반복응력 인가시 각 사이클은 0.2~1.0%의 스트레인 진폭(strain amplitude)으로 대략 3x10-3/s의 스트레인 레이트(strain rate)로 수행되는 것이 바람직하다. 스트레인 진폭이 0.2% 미만일 경우, 전위밀도 저감 효과가 불충분할 수 있다. 반대로, 스트레인 진폭이 1.0%를 초과하면 Al-Mg-Si계 합금의 기계적 물성이 저하될 수 있다. At this time, it is preferable that each cycle when the cyclic stress is applied is performed at a strain rate of about 3 x 10 -3 / s with a strain amplitude of 0.2 to 1.0%. When the strain amplitude is less than 0.2%, the dislocation density reduction effect may be insufficient. On the other hand, if the strain amplitude exceeds 1.0%, the mechanical properties of the Al-Mg-Si based alloy may deteriorate.

또한, 반복응력 인가는 50 사이클 이상 수행하는 것이 바람직하고, 800~1500 사이클이 보다 바람직하다. 반복응력 인가 수가 50 사이클 미만에서는 전위밀도 저감 효과가 불충분할 수 있다.
The application of the repetitive stress is preferably performed for 50 cycles or more, more preferably 800 to 1500 cycles. If the number of repeating stress application is less than 50 cycles, the dislocation density reduction effect may be insufficient.

상기의 반복응력 인가를 이용한 Al-Mg-Si계 합금의 전위 밀도 감소 방법을 이용하면, 기계적 강도가 우수한 Al-Mg-Si계 합금을 제조할 수 있다. The Al-Mg-Si based alloy having excellent mechanical strength can be produced by using the method of decreasing the dislocation density of the Al-Mg-Si based alloy by applying the above-described repetitive stress.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 Al-Mg-Si계 합금 제조 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 1 is a flowchart schematically showing a method for manufacturing an Al-Mg-Si based alloy according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 Al-Mg-Si계 합금 제조 방법은 용체화 처리 단계(S110), 강소성 가공 단계(S120) 및 반복응력 인가 단계(S130)를 포함한다. Referring to FIG. 1, an Al-Mg-Si alloy manufacturing method according to the present invention includes a solution treatment step (S110), a rigid machining step (S120), and a repetitive stress applying step (S130).

용체화 처리 단계(S110)에서는 Al-Mg-Si계 합금 모재를 가열하여 용체화 처리한다. 용체화 처리를 통하여 고용원소의 석출을 억제하고, 강도 등의 물성을 향상시킬 수 있다. In the solution treatment step (S110), the Al-Mg-Si alloy base material is heated and subjected to solution treatment. Through the solution treatment, precipitation of the solid solution element can be suppressed and the physical properties such as strength can be improved.

상기 용체화 처리는 대략 500~560℃에서 2시간 정도 가열유지한 후 퀀칭하는 방식으로 수행될 수 있다.The solution treatment may be performed by heating and holding at about 500 to 560 캜 for about 2 hours, followed by quenching.

한편, 본 발명에서 이용될 수 있는 Al-Mg-Si계 합금 모재는 중량%로, 실리콘(Si) : 0.5~1.5%, 철(Fe) : 0.1~0.5%, 구리(Cu) : 0.005~0.02%, 망간(Mn) : 0.005~0.02%, 마그네슘(Mg) : 0.2~1.0%, 크롬(Cr) : 0.005~0.05%를 포함하고, 나머지 알루미늄(Al)과 불가피한 불순물로 이루어지는 것일 수 있다. On the other hand, the Al-Mg-Si alloy base material which can be used in the present invention contains 0.5 to 1.5% of silicon (Si), 0.1 to 0.5% of iron (Fe), 0.005 to 0.02 (Al) and unavoidable impurities, in the range of from 0.005 to 0.02%, manganese (Mn), from 0.2 to 1.0% of magnesium (Mg), and from 0.005 to 0.05% of chromium (Cr).

이때, Al-Mg-Si계 합금 모재는 중량%로, 아연(Zn) : 0.01% 이하 및 티타늄(Ti) : 0.01% 이하 중에서 1종 이상을 더 포함할 수 있다. At this time, the Al-Mg-Si alloy base material may further include at least one of 0.01% or less of zinc (Zn) and 0.01% or less of titanium (Ti).

다른 성분계의 Al-Mg-Si계 합금 모재도 이용가능하나, 상기의 합금 조성을 이용할 경우, 항복강도 350MPa 이상, 인장강도 370MPa 이상 및 연신율 12% 이상의 우수한 기계적 특성을 나타낼 수 있어 보다 바람직하다. Al-Mg-Si alloy base materials of other components can also be used. However, when the above alloy composition is used, it is more preferable because it can exhibit excellent mechanical characteristics with a yield strength of 350 MPa or more, a tensile strength of 370 MPa or more, and an elongation of 12% or more.

이하, 상기의 Al-Mg-Si계 합금에 포함되는 각 성분의 역할 및 함량에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, the role and content of each component contained in the Al-Mg-Si alloy will be described.

실리콘(Si)은 내식성을 악화시키지 않으면서도 강도를 향상시키는 역할을 한다. 상기 실리콘은 합금 전체 중량의 0.5~1.5중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 실리콘의 첨가량이 0.5중량% 미만일 경우, 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 실리콘의 첨가량이 1.5중량%를 초과하면 오히려 내식성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. Silicon (Si) plays a role in improving the strength without deteriorating the corrosion resistance. The silicon is preferably contained in an amount of 0.5 to 1.5% by weight based on the total weight of the alloy. When the addition amount of silicon is less than 0.5% by weight, the effect of the addition is insufficient. On the other hand, if the amount of silicon added exceeds 1.5% by weight, corrosion resistance may be deteriorated.

철(Fe)은 합금의 밀도를 증가시켜 강도 향상에 기여한다. 상기 철은 합금 전체 중량의 0.1~0.5중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 철의 첨가량이 0.1중량% 미만일 경우 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 철의 첨가량이 0.5중량%를 초과하는 경우, 내식성이 악화되는 문제점이 있다. Iron (Fe) increases the density of the alloy and contributes to the strength improvement. The iron is preferably added in an amount of 0.1 to 0.5% by weight based on the total weight of the alloy. When the addition amount of iron is less than 0.1% by weight, the effect of addition is insufficient. On the contrary, when the addition amount of iron exceeds 0.5% by weight, corrosion resistance is deteriorated.

구리(Cu)는 경도 향상과 석출경화를 통한 강도 및 연성 향상에 기여하고, 또한 내부식 특성을 향상시키는데 기여한다. 상기 구리는 합금 전체 중량의 0.005~0.02중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 구리의 첨가량이 0.005중량% 미만일 경우 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 구리의 첨가량이 0.02중량%를 초과하는 경우 합금의 표면 특성이 저하되는 문제점이 있다. Copper (Cu) contributes to improvement in strength and ductility through hardness improvement and precipitation hardening, and also contributes to improvement of the corrosion resistance. The copper is preferably added in an amount of 0.005 to 0.02% by weight based on the total weight of the alloy. If the addition amount of copper is less than 0.005% by weight, the effect of addition is insufficient. On the contrary, when the addition amount of copper exceeds 0.02% by weight, surface properties of the alloy deteriorate.

망간(Mn)은 소량 첨가시 내식성은 별로 악화시키지 않으면서, 고용강화 효과 및 미세석출물 분산 효과를 통하여 강도 개선에 기여한다. 상기 망간은 합금 전체 중량의 0.005~0.02중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 망간의 첨가량이 0.005중량% 미만일 경우, 강도 개선 효과가 불충분하다. 반대로, 망간의 첨가량이 0.02중량%를 초과하면 내식성이 급격히 악화될 수 있다.  Manganese (Mn) contributes to the strength improvement through the solid solution strengthening effect and the fine precipitate dispersion effect, while the corrosion resistance is not deteriorated much when a small amount is added. The manganese is preferably added in an amount of 0.005 to 0.02% by weight based on the total weight of the alloy. When the addition amount of manganese is less than 0.005% by weight, the effect of improving the strength is insufficient. On the contrary, when the addition amount of manganese exceeds 0.02% by weight, the corrosion resistance may deteriorate rapidly.

마그네슘(Mg)은 내식성, 강도 및 연신율을 향상시키고, 경량화와 피삭성을 향상시키는데 기여한다. 상기 마그네슘은 합금 전체 중량의 0.2~1.0중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 마그네슘의 첨가량이 0.2중량% 미만이면 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 마그네슘의 첨가량이 1.0중량%를 초과하면 성형성이 저하되는 문제점이 있다. Magnesium (Mg) improves corrosion resistance, strength and elongation, and contributes to weight reduction and machinability. The magnesium is preferably added in an amount of 0.2 to 1.0 wt% based on the total weight of the alloy. If the addition amount of magnesium is less than 0.2% by weight, the effect of addition is insufficient. On the other hand, if the amount of magnesium added exceeds 1.0% by weight, moldability is deteriorated.

크롬(Cr)은 결정립 미세화, 내식성 향상 등의 역할을 한다. Chromium (Cr) plays a role of refining grain and improving corrosion resistance.

상기 크롬은 합금 전체 중량의 0.005~0.05중량%로 첨가되는 것이 바람직하다. 크롬의 첨가량이 0.005중량% 미만이면 그 첨가 효과가 불충분하다. 반대로, 크롬의 첨가량이 0.05중량%를 초과하면 성형성이 저하되는 문제점이 있다. The chromium is preferably added in an amount of 0.005 to 0.05% by weight based on the total weight of the alloy. If the addition amount of chromium is less than 0.005% by weight, the effect of addition is insufficient. On the other hand, if the addition amount of chromium exceeds 0.05% by weight, the moldability is deteriorated.

아연(Zn)은 시효 경화를 통하여 강도 향상에 기여한다. 상기 아연이 포함될 경우, 그 함량은 합금 전체 중량의 0.01중량% 이하로 제한되는 것이 바람직하다. 아연의 첨가량이 0.01중량%를 초과하는 경우, 용접성, 내식성 등의 물성이 저하될 수 있다.  Zinc (Zn) contributes to strength improvement through age hardening. When zinc is included, its content is preferably limited to 0.01% by weight or less based on the total weight of the alloy. If the added amount of zinc exceeds 0.01% by weight, properties such as weldability and corrosion resistance may be deteriorated.

티타늄은 결정립 미세화를 통하여 성형성 및 강도 향상에 기여한다. 상기 티타늄이 포함될 경우, 그 함량은 합금 전체 중량의 0.01중량% 이하로 제한되는 것이 바람직하다. 티타늄의 첨가량이 0.01중량%를 초과하는 경우, TiAl3 등의 크고 거친 금속간 화합물을 다량 생산하여, 합금의 기계적 특성을 저하시키는 문제점이 있다.
Titanium contributes to moldability and strength improvement through grain refinement. When the titanium is included, the content thereof is preferably limited to 0.01 wt% or less of the total weight of the alloy. When the addition amount of titanium exceeds 0.01% by weight, a large amount of coarse intermetallic compounds such as TiAl 3 is produced in large quantities, thereby deteriorating the mechanical properties of the alloy.

다음으로, 강소성 가공 단계(S120)에서는 용체화 처리된 Al-Mg-Si계 합금 모재를 강소성 가공한다. Next, in the hardening step (S120), the Al-Mg-Si alloy base material subjected to the solution treatment is subjected to rigorous processing.

강소성 가공은 ECAP(Equal Channel Angular Pressing) 방법으로 수행될 수 있다. ECAP 처리는 단면이 일정한 두 채널(channel)을 일정한 각도로 교차시킨 금형에 본 발명에 따른 Al-Mg-Si계 합금 소재를 통과시킴으로써 소재의 단면의 크기나 형상이 변화없이 소재를 강소성 가공하는 것으로, 단면의 변화없이 소재의 결정립을 미세화하고 전위밀도를 급격히 상승시킴으로써 기계적 성질을 향상시킬 수 있다. 상기 ECAP 처리는 대략 150℃ 정도의 온도에서 60분 정도 수행될 수 있다.
The Jiangsu process can be performed by an Equal Channel Angular Pressing (ECAP) method. In the ECAP process, the Al-Mg-Si alloy material according to the present invention is passed through a mold having two channels having a constant cross-section at a constant angle, whereby the material is rigidly processed without changing the size or shape of the cross- , The crystal grains of the material can be made finer and the dislocation density can be rapidly increased without changing the cross section, thereby improving the mechanical properties. The ECAP treatment may be performed at a temperature of about 150 DEG C for about 60 minutes.

다음으로, 강소성 가공된 Al-Mg-Si계 합금 모재의 항복강도 미만의 응력범위에서, 상기 강소성 가공된 Al-Mg-Si계 합금 모재에 반복응력을 인가하여, 강소성 가공으로 인하여 결정립 내부의 높은 전위밀도를 낮춘다. Subsequently, in the stress range of less than the yield strength of the Al-Mg-Si based alloy base material subjected to the hardening process, a repetitive stress is applied to the above-mentioned roughly machined Al-Mg-Si base alloy material, Lower dislocation density.

전술한 바와 같이, 반복응력 인가는 0.2~1.0%의 스트레인 진폭으로 및 50 사이클 이상 수행하는 것이 바람직하다.
As described above, it is preferable that the application of the repeated stress is performed at a strain amplitude of 0.2 to 1.0% and for 50 cycles or more.

이상의 과정을 거쳐, 강도 및 연신율이 우수한 Al-Mg-Si계 합금을 제조할 수 있다.
Through the above process, an Al-Mg-Si alloy excellent in strength and elongation can be produced.

실시예Example

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
The contents not described here are sufficiently technically inferior to those skilled in the art, and a description thereof will be omitted.

1. 시편의 제조 1. Preparation of specimens

실시예에 적용된 Al-Mg-Si 합금 조성을 표 1에 나타내었다. The composition of the Al-Mg-Si alloy applied to the examples is shown in Table 1.

[표 1][Table 1]

Figure 112013027247189-pat00001
Figure 112013027247189-pat00001

표 1에 기재된 합금 조성을 갖는 Al-Mg-Si계 합금 시편을 530℃에서 90분동안 용체화 처리하고, 150℃에서 30분동안 ECAP 처리하였다.  The Al-Mg-Si alloy specimen having the alloy composition shown in Table 1 was subjected to solution treatment at 530 占 폚 for 90 minutes and ECAP treatment at 150 占 폚 for 30 minutes.

이후, ECAP 처리된 Al-Mg-Si계 합금 시편에, 상온에서 0.6%의 스트레인 진폭 및 3 x 10-3/s의 스트레인 레이트로 500사이클 및 1000사이클의 반복응력을 인가하였다.
Thereafter, cyclic stresses of 500 cycles and 1000 cycles were applied to the ECAP-treated Al-Mg-Si alloy specimen at a strain rate of 0.6% and a strain rate of 3 x 10 -3 / s at room temperature.

2. 전위밀도 평가 2. Dislocation density evaluation

전위밀도 평가를 위하여, 반복응력 사이클이 0, 500 및 1000일 때 시편의 미세조직을 투사전자현미경(TEM)을 통하여 관찰하였고, 그 결과를 도 2 내지 도 4에 나타내었다. For evaluation of the dislocation density, the microstructure of the specimen was observed through a TEM (Transient Electron Microscope) when the cyclic stress cycles were 0, 500 and 1000, and the results are shown in FIGS. 2 to 4.

도 2를 참조하면, 반복응력 인가를 수행하지 않은 상태에서 시편의 결정립의 경우, 전위밀도가 매우 높은 것을 볼 수 있다. Referring to FIG. 2, it can be seen that the dislocation density is very high in the case of the crystal grains of the specimen in the state in which no repetitive stress is applied.

그러나, 도 3 및 도 4를 참조하면, 반복응력을 인가함에 따라 이러한 전위밀도가 낮아지는 것을 볼 수 있으며, 특히 1000사이클일 때 전위밀도 감소가 현저한 것을 볼 수 있다.
However, referring to FIG. 3 and FIG. 4, it can be seen that the dislocation density decreases with the application of the repetitive stress, and in particular, the dislocation density decreases remarkably at 1000 cycles.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will understand. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be defined by the following claims.

Claims (7)

강소성 가공된 Al-Mg-Si계 합금에, 상기 Al-Mg-Si계 합금의 항복강도 미만의 응력범위에서 반복응력을 가하여, Al-Mg-Si계 합금의 결정립 내부의 전위밀도를 저감시키는 것을 특징으로 하는 Al-Mg-Si계 합금의 전위밀도 저감 방법.
It is possible to reduce the dislocation density in the grain of the Al-Mg-Si alloy by applying a repetitive stress in the stress range of less than the yield strength of the Al-Mg-Si based alloy to the Al-Mg- Wherein the dislocation density of the Al-Mg-Si based alloy is reduced.
제1항에 있어서,
상기 반복응력은
0.2~1.0%의 스트레인 진폭(strain amplitude)으로 및 50 사이클 이상 수행하는 것을 특징으로 하는 Al-Mg-Si계 합금의 전위밀도 저감 방법.
The method according to claim 1,
The cyclic stress
Mg-Si-based alloy is carried out at a strain amplitude of 0.2 to 1.0% and for at least 50 cycles.
(a) Al-Mg-Si계 합금 모재를 가열하여 용체화 처리하는 단계;
(b) 상기 용체화 처리된 Al-Mg-Si계 합금 모재를 강소성 가공하는 단계; 및
(c) 상기 강소성 가공된 Al-Mg-Si계 합금 모재의 항복강도 미만의 응력범위에서, 상기 강소성 가공된 Al-Mg-Si계 합금 모재에 반복응력을 가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 Al-Mg-Si계 합금 제조 방법.
(a) heating and chemically treating an Al-Mg-Si alloy base material;
(b) rigidly processing the solution-processed Al-Mg-Si-based alloy base material; And
(c) applying a repetitive stress to the roughly machined Al-Mg-Si alloy base material in a stress range lower than a yield strength of the roughly machined Al-Mg-Si alloy base material. Al-Mg-Si alloy.
제3항에 있어서,
상기 Al-Mg-Si계 합금 모재는
중량%로, 실리콘(Si) : 0.5~1.5%, 철(Fe) : 0.1~0.5%, 구리(Cu) : 0.005~0.02%, 망간(Mn) : 0.005~0.02%, 마그네슘(Mg) : 0.2~1.0%, 크롬(Cr) : 0.005~0.05%를 포함하고, 나머지 알루미늄(Al)과 불가피한 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 Al-Mg-Si계 합금 제조 방법.
The method of claim 3,
The Al-Mg-Si alloy base material
(Si): 0.5 to 1.5%, iron (Fe): 0.1 to 0.5%, copper (Cu): 0.005 to 0.02%, manganese (Mn): 0.005 to 0.02%, magnesium (Mg): 0.2 To about 1.0% of chromium (Cr), and about 0.005 to about 0.05% of chromium (Cr), and the balance of aluminum (Al) and unavoidable impurities.
제4항에 있어서,
상기 Al-Mg-Si계 합금 모재는
중량%로, 아연(Zn) : 0.01% 이하 및 티타늄(Ti) : 0.01% 이하 중에서 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 Al-Mg-Si계 합금 제조 방법.
5. The method of claim 4,
The Al-Mg-Si alloy base material
The method for producing an Al-Mg-Si based alloy according to claim 1, further comprising at least one of 0.01% or less of zinc (Zn) and 0.01% or less of titanium (Ti).
제3항에 있어서,
상기 (b) 단계는
ECAP(Equal Channel Angular Pressing) 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 Al-Mg-Si계 합금 제조 방법.
The method of claim 3,
The step (b)
Mg-Si based alloy according to claim 1, wherein the Al-Mg-Si-based alloy is formed by an Equal Channel Angular Pressing (ECAP) method.
제3항에 있어서,
상기 (c) 단계는
0.2~1.0%의 스트레인 진폭으로 및 50 사이클 이상 수행하는 것을 특징으로 하는 Al-Mg-Si계 합금 제조 방법.
The method of claim 3,
The step (c)
Mg-Si-based alloy is performed at a strain amplitude of 0.2 to 1.0% and for at least 50 cycles.
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