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AE법을 이용한 알루미늄합금의 응고거동 및 응고균열의 조사

전문가 제언: ○ 재료내부에 축적된 내부에너지가 급격히 해소되면서 발생하는 고주파의 음을 검출하는 음향방출시험은 콘크리트 구조물용 고강도강의 응력부식균열, 오스테나이트계 STS304 스테인리스강의 결정립계 및 결정립내의 응력부식거동 비교분석 등에 활용되고 있다.

○ 최근 전자기술의 발전에 힘입어 음향방출 계측장치의 신호처리와 파형해석기술이 급속히 진전됨으로서 음향방출시험의 적용범위가 확대되고 있다. 재료내부에 미소균열이 생성 및 전파될 때에 재료자신이 발생한 탄성변형에너지에 의해 방출되는 초음파를 측정대상표면에 설치한 센서로 검출하는 음향방출시험은 설비나 기기를 진단하기 위한 원천기술로 기대된다.

○ 비파괴검사/평가기술로 이용되고 있는 음향방출시험을 알루미늄합금의 주조과정에 온라인 모니터링으로 응용하면 주조생산성의 향상을 기대할 수 있다.

○ 알루미늄합금의 응고균열의 발생이론은 Borland의 Generalized Theory로 설명할 수 있는데, 고액 공존 상태에서 잔류 액체에 의한 충전(healing)이 불가능한 상태에 놓여 있을 때 응고수축에 의해 발생되는 인장응력 또는 변형이 고액 공존 상태의 합금의 강도보다 높으면 발생한다. 음향방출시험 결과를 해석할 때 Generalized Theory를 적용하면 알루미늄합금의 응고균열거동을 효과적으로 규명할 수 있을 것으로 보인다.

○ 알루미늄합금, 스테인리스강 등의 응고균열 발생을 지배하는 재료 측의 인자는 합금조성, 공정량, 수지상의 형상, 결정립의 크기, 가스/기공의 함유량 등이 있다. 향후 경량소재인 알루미늄합금의 고품질 제조 기술개발에 있어서 음향방출시험 데이터, 용융금속의 응고거동, 응고균열의 발생기구 등을 종합적으로 고려하여 활용하는 것이 필요하다.

저자: Toru Ueki
자료유형: 학술정보