상용알루미늄의 저온 Creep 기구에 대한 연구

Abstract

순도 99.8 wt\% 이상의 상용알루미늄으로 $310\,^\circ \sim 355\,^\circ\!K ( 0.32 \sim 0.38Tm)$ 온도범위에서 Creep 시험을 하였다. Creep 시험조건은 온도에 따라 normalized stress $\frac{\sigma(\epsilon_o)}{E(T)}$를, 일정히 유지시켰을때 초기응력은 $48 \sim 60 Mpa$ 의 범위로 연신율이 10\% 까지 creep을 진행하였다. 초기 Creep deformation 의 특성을 알기 위하여 각각의 응력 및 온도에서 실험된 Creep 곡선으로 부터 연신율의 변화에 따라 Creep 변형속도와 절대온도의 역수, $\frac1T$의 좌표에서 직선의 기울기로 표시되는 측정활성에너지 $Q_{slope}$ 를 계산하였으며 한편 일정한 온도에서 Creep 시험중 온도를 변화시키는 Temperature cycling에 의하여 활성화에너지 $Q_{T.C}$ 를 구하였다. 이 두 방법에 의하여 구한 측정활성화에너지 $Q_{T.C}\; Q_{slope}$ 의 비교에서 $Q_{T.C}$ 는 $Q_{slope}$ 보다 큰 값으로 차이는 있었으나 일정한 응력하에서 연신율의 증가와 함께 증가되며 일정한 응력 연신율에서 응력의 감소에 따라 증가하는 현상이 나타났다. 또한 Stress transient dip test 에 의해 내부응력을 측정하여 유효하력을 계산하였다. 따라서 측정활성화에너지가 유효응력의 함수로 표시되는 식 $Q_c = Q_o - \sigma_e V \ast \ell (여기서 V^{\ast} = b^2 \ell^{\ast})$ 로 부터 구한 활성화길이 $\ell^{\ast}$ 와 $\sigma_e$ 에 반비례하는 $\ell^{\ast} \alpha \frac{1}{\sigma}$ 의 관계와 stress differential test 의 결과로 부터 초기 Creep 의 변형기구는 이동전위들에 의한 dislocation glide model 로 설명할 수 있다.