Original Article
  • Mechanical Properties and Fatigue Behavior of HTZ/AC8A Metal Matrix Composites
  • H.W. Nam, S.Y. Kim, S.C. Kim, T. Lim, K.S. Han
  • HTZ/AC8A 금속복합 재료의 기계적 성질과 피로 거동
  • 남현욱(포항공과대학교 기계공학과 대학원), 김상엽(포항공과대학교 기계공학과 대학원), 김성철(현대자동차 중앙연구소 재료연구팀), 임태원(현대자동차 중앙연구소 재료연구팀), 한경섭(포항공과대학교 기계공학과)
Abstract
본 연구에서는 저가의 HTZ 단섬유를 이용하여 금속복합재료를 제조하고, 이 재료의 기계적 특성과 피로거동을 기존의 금속복합재료와 비교하여 연구하였다. 양호한 예비성형체의 제조 조건 확립을 위해 소결 온도에 따른 예비성형체의 압축시험을 수행하였다. 시험결과 1200℃의 소결 온도에서 예비성형체의 변형이 적으면서도 충분한 압축강도를 지닌 예비성형체를 얻을 수 있었다. 예비성형체는 가압주조법을 이용하여 금속복합재료로 제조되었으며 T6열처리하여 시편을 제조하였다. 제조된 HTZ/AC8A는 상온 및 고온 인장시험을 통해 Alborex/Saffil/AC8A 및 모재의 강도와 비교하였다. 상온 강도의 향상은 두드러지지 않았으나 탄성계수 및 고온인장강도는 모재에 비하여 향상되었다. HTZ/AC8A가 다른 금속복합재료에 비해 강도가 낮은 것은 HTZ 단섬유의 낮은 강도 외에도 불 균일한 보강재 크기, 상대적으로 적은 종횡비(aspect ratio) 때문이라 사료된다. 피로 시험은 굽힘 피로 시험기를 이용하여 수행하였다. HTZ/AC8A 의 경우 응력 수위가 높을 경우 모재에 비해 피로수명이 짧았으나, 응력 수위가 낮을 경우 모재에 비해 피로 수명이 길었다. HTZ/AC8A, Alborex/Saffil/AC8A 및 모재의 피로 강도는 각각 111, 166, 118, 80MPa로 나타났다.

본 연구에서는 저가의 HTZ 단섬유를 이용하여 금속복합재료를 제조하고, 이 재료의 기계적 특성과 피로거동을 기존의 금속복합재료와 비교하여 연구하였다. 양호한 예비성형체의 제조 조건 확립을 위해 소결 온도에 따른 예비성형체의 압축시험을 수행하였다. 시험결과 1200℃의 소결 온도에서 예비성형체의 변형이 적으면서도 충분한 압축강도를 지닌 예비성형체를 얻을 수 있었다. 예비성형체는 가압주조법을 이용하여 금속복합재료로 제조되었으며 T6열처리하여 시편을 제조하였다. 제조된 HTZ/AC8A는 상온 및 고온 인장시험을 통해 Alborex/Saffil/AC8A 및 모재의 강도와 비교하였다. 상온 강도의 향상은 두드러지지 않았으나 탄성계수 및 고온인장강도는 모재에 비하여 향상되었다. HTZ/AC8A가 다른 금속복합재료에 비해 강도가 낮은 것은 HTZ 단섬유의 낮은 강도 외에도 불 균일한 보강재 크기, 상대적으로 적은 종횡비(aspect ratio) 때문이라 사료된다. 피로 시험은 굽힘 피로 시험기를 이용하여 수행하였다. HTZ/AC8A 의 경우 응력 수위가 높을 경우 모재에 비해 피로수명이 짧았으나, 응력 수위가 낮을 경우 모재에 비해 피로 수명이 길었다. HTZ/AC8A, Alborex/Saffil/AC8A 및 모재의 피로 강도는 각각 111, 166, 118, 80MPa로 나타났다.

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  • 1998; 11(5): 84-95

    Published on Oct 31, 1998

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