Rapidly solidified and mechanically alloyed Al-Ti base alloys were prepared by gas atomization and attritor milling separately. The gas atomized and the mechanically alloyed powders were consolidated after preheating at , and then heat treated isochronally for 1 hour to observe the microstructures and to investigate the mechanical properties. Stable phases of precipitates in the Al-Ti-Si and the Al-Ti-Zr alloys were identified as DO22- and each. Among the alloys, the mechanically alloyed Al-l0Ti-2Si alloy showed superior thermal stability and mechanical properties at elevated temperature. The additions of third elements, such as Si and Zr, to Al-Ti alloys seemed to improve the mechnical properties remarkably by stabilizing the microstructure and the precipitate phases in the consolidated alloys.

Al-Mg-Cu-Mn계 합금을 가공열처리하고 초소성 특성을 조사한 후 광학 및 전자 현미경을 이용하여 초소성에 영향을 미치는 주요한 인자들을 조사하였다. 균질화 과정에서 제거되지 않은 조대한 2차상들은 그 후의 가공열처리 과정에서도 계속 잔류하여 초소성 변형 중 기공을 유발함으로써ㅓ 초소성 신율을 저하시켰다. 반면에 가공열처리 과정에서 생성된 미세한 석출물은 결정립 성장을 억제하여 조직을 안정화함으로써 초소성 특성을 향상시켰다. 균질화처리 조건은 2차상의 크기과 분포에 큰 영향을 주어 2단계 균질화-공냉처리는 1단계 균질화-노냉처리보다 조대한 2차상의 제거와 미세석출물의 생성에 효과적이었다.

본 연구는 Mn-Al 합금계에서 τ상의 분율이 가장 높은 기준 조성을 결정하고 이 기준 조성중 Mn 원자의 일부를 Cu와 Fe 원자로 치환하였을 때 τ상의 안정성과 자기적 성질의 변화를 조사하엿다. Mn-Al 합금계에서 τ상의 분률과 자기적 특성이 가장 높은 조성은 Mn0.56Al0.44이었다. Mn0.56-XMxAl0.44 합금계의 결정구조는 M=Cu의 경우, 노냉시편과 소둔시편은 x ≤ 0.08 범위에서 τ상과 β-Mn상이 나타났고, 0.10 ≤ x ≤ 0.12 범위에서는 τ상과 κ상이 나타났으며, 0.15 ≤ 0.20 범위에서는 κ상만이 존재하였다. 급속응고시편은 x=0.04에서 ε상과 τ상이 공존하였고, x=0.06 및 x=0.08에서는 κ상과 τ상이 공존하였으며 x=0.12와 x=0.20에서는 κ 상만이 존재하였다. M=Fe의 경우, 노냉시편은 x< 0.08 범위에서 τ상, β-Mn상 및 γ2상이 나타났고, x > 0.10 범위에서는 κ상과 β-Mn</TEX>상이 나타났다. 급속응고시편은 x ≤ 범위에서는 ε상과 γ2상이 나타났지만, 미량의 τ상과 κ상도 존재함을 알 수 있었다. X=0.12와 x=0.20에서는 κ상만이 존재하엿다. Mn0.56Al0.44 합금에서 노냉시편과 소둔시편의 포화자화값은 40-45(emu/g)이었으며 curie 온도는 약 650K였다. 급속응고 시편의 포화자화값은 약 50-52(emu/g), Curie 온도는 약 644K엿다. 소둔시편 및 급냉리본 모두 큰 잔류자화/포화자화 비(~0.7)를 나타냈으며, 특히 급냉리본의 경우 77K에서 큰 잔류자화값(~48emu/g)을 보여주었다. Mn0.56-XMxAl0.44 합금계의 자기장에 따른 자화값의 변화는 강자성이 형태를 보여주었고 자화값은 강자성과 τ상과 κ상의 분율에 따라 결정되며 M=Cu일때, 최대자발자화값은 x=0.15에서 약 64.5(emu/g)이었다. M=Fe일 때 자화값은 x=0.15에서 최대자발자화값(σ0.0=66.4emu/g)이 나타났으며 τ상 영역에서의 값보다 높았다. Curie 온도는 M=Cu, Fe에 관계없이 x가 증가함에 따라 감소하였다.

Mg-Zn-Ce계 합금에서 비정질 단상 및 hcp-Mg입자분산형 비정질합금이 20-40%, Zn, 0-10%Ce과 5-20%Zn, 0-5%Ce 의 조성범위에서 각각 생성되었다. 초미세 hcp-Mg입자분산형 Mg85Zn12Ce3비정질합금은 급속응고 또는 급속응고리본의 열처리에 의해 Mg입자의 입경을 4-20nm의 범위로 조절할 수 있었으며, 이 범위에서는 밀착굽힘이 가능할 만큼 충분한 인성을 가지고 있었다. 이 합금의 최대인장강도(σB)와 파단 연신율(εf)은 hcp-Mg입자의 체적분율에 따라서 670-930MPa, 5.2-2.0%의 범위였으며, 최대 비강도(σB밀도 =σs)는 3.6 × 105N · m/kg에 달하였다. 이와 같이 Mg입자분산형 비정질 합금의(σB), (σs)그리고 εf의 최대치가 Mg-Zn-Ce계 비정질합금(690MPa, 2.5 × 105N · m/kg, 2.5%)보다 월등하게 높다는 것은 주목할 만 하다. 복합상 조직이 형성됨으로서 기계적 강도가 증가하는 것은 동일 조성의 비정질상보다 강한 hcp과포화 고용체의 분산강화에 기인하는 것이라고 고찰되었다.

현재까지 잘 알려진 압출이론식이 생산현장에 응용될 수 있는가를 조사하기 위하여, Al-Si합금을 대상소재로 하여 각 압출이론식에 나타난 유도응력 Kf, 변형저항 Kw , Dead Metal Zone(DMZ)의 경각(α)등을 측정하였으며, 이들 값을 이용하여 최대압출력을 계산하였다. 550ton의 압출기를 이용하여 측정한 최대 압출력과의 비교분석을 행하였으며, 그 결과 이론식에 의해 최대압출력을 계산하기 위해 측정된 유동응력 및 변형저항 값은 신뢰할 수 있을 것으로 사료되었는데, 이것은 0.5이하에서 결정된 변형효율 η f로서 판단 할 수 있었다. 최대 압출력은 Si함량이 증가할 수록 증가하게 되나, 압출온도가 증가할 수록 감소하고 있음을 알 수 있었다. Siebel식으로부터 계산된 최대압출력은 본 실험을 통하여 얻어진 최대압출력에 비교적 근접하고 있으나. Geleji식으로부터 계산된 최대압출력은 DMZ의경각 α가 50˚일 경우 , 본 실험에 의해 얻어진 실제의 최대압출력에 급접하고 있었다. Geleji의 식은 DMZ의 경각에 매우 민감하고, 대상재료마다. DMZ를 일일이 측정해야 하는 번거로움 때문에 생산현장에서는 Siebel의 식을 이용하는 것이 보다 편리할 것으로 사료된다.

AI-Si계합금인 2090과 CP 276합금에 Ag(0-0.16wt.%)을 첨가하여 조직 및 기계적 성질에 미치는 영향을 조사하였다. Ag첨가는 결정립크기를 작게하였으며, δ'(AI3Li)과 T1(AI2CuLi)석출상은 2090합금에서 미세하고 균일하게 형성되었으나 CP 276 합금에서는 변화를 보이지 않았다. Ag이 0.16wt.%함유된 2090합금의 경우 인장강도값은 약 40MPa 향상되었으며 연신율은 약간 감소하는 경향을 나타내었다. MG이 함유된 CP 276합금에서는 미량으로 첨가된 Ag에 의한 강도 및 연신율의 변화가 나타나지 않았다. 150˚C에서 시효처리하였을 경우에 합금에 따라 70또는 90시간에서 최대 경도값 92 HrB를 나타내었다.

AI-Ti합금의 열적 안정성에 미치는 V첨가의 영향에 대하여 조사하였다. AI-8wt.%Ti 분말과 Ti과 V의 원자비를 3:1, 1:1로 달리한 AI-8wt.%(Ti+V)분말을 기계적 합금화 방법으로 준비하였으며 16시간의 기계적 합금화 후 모든 조성에 대해 정상상태의 혼합 분말을 얻을 수 있었다. 기계적 합금화한 분말은 진공열간압축하여 성형하였다. 열적 안정성을 평가하기 위하여 400˚C, 480˚C, 550˚C에서 최고 1000시간까지 등온열처리후 경도시험을 행하였다. AI-Ti합금에 V을 첨가함으로써 Ai3Ti의 조대화가 억제되어 열적 안정성이 증가하였음을 확인하였다.

비정질 SiO2위에서 증착시킨 Si1-xGex합금의 증착온도에 따른 결정성, 미세구조와 조성의 균일성을 X선 회절법과 투과 전자현미겨으로 조사하였고, Si1-xGex/Sio2계면을 고분해능 투과 전자현미경을 이용하여 원자단위로 관찰하였다. Ge의 몰분율을 0.3으로 놓고 증착온도를 300˚C,400˚C,500˚C,600˚C,700˚C로 변화시키며 Si-MBE로 증착된 박막은 , 분석 결과 300˚C에서는 비정질상만이 존재하였고 400˚C에서는 결정상과 비정질상이 공존하고 있었다. 두상은 SiO2위에 함께 증착되었으나 초기 성장에서는 비정질상이 주로 성장되었으며 박막의 두께가 비정질층이 관찰되었다. 600˚C이상에서는 결정상으로만 증착되었다. 증착된 다결정상은 주상성장을 하였다. 증착된 박막의 조성은 중착온도에 관계없이 균일하였으며, Si1-xGex/Sio2계면은 다결정상이나 비정질상에 관계없이 평탄하였다.

전형적인 f-f 및 nf-f 공정합금계로 분류되는 Sb-InSb 및 Sn-Bi 합금계를 일방향 응고시켜서 성장속도에 따른 전기비저항값의 변화를 조사함으로써 미세조직의 이방성을 전기비저항의 특성으로 분석하고자 하였다. Sb-InSb 계의 경우 26-34wt.% In, Sn-Bi 계의 경우 53-65wt.% Bi의 조성을 갖는 공정합금을 진공봉합시켜 Bridgman형의수직관상로에서 일방향응고시켰다. 일방향응고 시편을 횡단면 및 종단면으로 절단 채취하여 미세조직을 관찰한 후 전기비저항을 측정하였다. Sb-InSb , Sn-Bi공정복합조직의 경우 모두 성장속도의 증가에 따라 성장방향에 수평한 방향의 비저항값(ρ┴)은 감소하였으며, Sb InSb 공정복합조직의 경우 특히 성장 속도의 증가에 따르는 미세조직상의 두가지 변화 즉, 상경계면적(phase boundary area)의 증가와 fiber방향성의 감소는 공히 ρ ll 값을 증가시키는 반면 ρ┴ 값에는 서로 상반된 영향을 끼쳤다. 또한 성장속도의 증가에 따라 점차 조직의 이방성이 상실되었다. 이와 같이 측정된 전기비저항은 미세조직특성과 잘 일치하는 바 전기비저항 측정은 조직 특성분석의 유효한 도구가 될 수 있다.

Co(A I1- XC ux ) (0<x≤0.40)합금계의 결정구조 및 자기적 특성을 X-선 회절분석기, 주사전자현미경 그리고 진동 시료형 자력계를 이용하여 조사하였다. X-선 결정구조 및 상분석 결과, 전조성 범위에서 주상은 격자상수가 약 2.86Å인 규칙화한 B2(CsCI)구조를 가지고 있었으며, x ≥0.10범위에서는Cu함량이 많은 제 2상이 존재하였고 격자상수가 약 3.63Å인 FCC 구조이었다. 자화측정결과 x ≥0.25범위에서는 강자성, x≤0.10에서는 상자성 그리고 x=0.15, 0.20에서는 초상자성의 특성을 나타내었다. Cu함량(x)이 증가함에 따라 자화값은 증가하는 현상을 보여주었다. 본 합금계의 측정한 분자당 스핀자기 모멘트 값은 국부환경모델을 이용하여 각 조성에서 계산된 Co원소에 대한 스핀자기 모멘트 값과 잘 일치함을 보여주었다.

플라즈마 아크 용해에 의해 0.31-1.14at%Hf과 0.08-1.00at%C의 조성을 갖는 Mo시편을 제조하여, 열처리에 따른 미세조직 변화를 광학현미경, AES(Auger Electron Spectroscopy)및 투과전자현미경(TEM)으로 조사하였다. 산소함량이 약 830ppm인 초기분말을 압분체로 성형하여 용해한 결과, 산소함량 약 40-130ppm의 시편으로 제조할 수 있었으며, 이때 Hf및 C의 첨가량이 증가할수록 시편의 결정립은 미세화되었다. Mo-1.14at% Hf-1.00at % C 조성의 시편을 열처리한 결과 1300˚C에서 결정립내의 편상의 β-Mo 탄화물(molybdenum carbide)이 열역학적으로 더욱 안정한 α-Mo 탄화물로 변태되기 시작하고, 1400-1500˚C온도 구간에서는 급내에 의해 고용되어 있던 Hf과 C이 반응하여 미량의 Hf탄화물이 석출되었으며, 1500˚C에서는 결정립계에 Hf 탄화물이 편석되었다. 1500-1700˚C에서는 결정립계에 편석된 Hf탄화물이 분해되고 열역학적으로 더욱 안정한 Hf 산화물(Hafnium oxide)이 석출되었으며, 결정립내에도 미세한 Hf 산화물이 석출되었다.

Li의 양과 Al의 양을 달리한 α(HCP) 단상 및 α(HCP)+β (BCC) 2상 조직인 Mg-Li-Al합금을 시료로 하여 이 합금의 가공성과 시효경화륵성을 조사한 결과 α단상보다는 α+β 2상 조이,α+β 2상조직에서는 Al양이 많을수록 가궁성이 증가하였으며 Mg-8.08Li-4.26Al의 경우 가공한계값은 62%였다. 이와같이 가공성이 증가한 이유는 basal plane뿐만 아니라 pyramidal plane과 prism plane에서도 슬립이 일어났기 때문이다. α단상의 경우 MgLi2 Al(θ)의 석출이 일어나지 않았으나 α+β 2상 조직의 곁우 β상 내에서 θ의 석출에 의한 피크경도같이 나타났으며, 2상 조직의 경우 경도값은 Al양이 많을수록 증가하였는데 이것은 Al양의 증가에 따른 Al Partition에 의한α 상의 강화와 β상에서의 석출물 증가에 의한 것으로 생각된다.

소둔한 Co-(Al-Fe) 합금계의 결정구조 및 자기적 특성을 조사하였다. 소둔한 시편들은 x=0.05에서는 초상자성을 나타내었고 x≥0.10의 범위에서는 강자성을 보여주었다. X-선 결정구조 실험 결과, 전 조성 범위에서 격자상수가 약 2.87Å인 B2 구조를 띄고 있었다. Fe 원자 함량이 증가함에 따라 자기적 특성들은 증가하는 현상을 보여주었다. 본 합금계의 Fe 원자함량에 따른 자기적 특성들의 변화는 국부환경효과의 관점에서 해석할 수 있었다.

Recently, with the tendency of more lightening, high-strength and high-speed in the marine industries such as marine structures, ships and chemical plants, the use of the aluminium Alloy is rapidly enlarge and there occurs much interest in the study of corrosion fatigue crack characteristics. In this paper, the initiation of surface crack and the propagation characteristics on the base metal and weld zone of 5086-H116 Aluminium Alloy Plate which is one of the Al-Mg serious alloy(A5000serious) used most when building the special vessels, were investigated by the plane bending corrosion fatigue under the environments of marine, air and applying cathodic protection. The effects of various specific resistances on the initiation, propagation behavior of corrosion fatigue crack and corrosion fatigue life in the base metal and heat affected zone were examined and its corrosion sensitivity was quantitatively obtained. The effects of corrosion on the crack depth in relation to the uniform surface crack length were also investigated. Also, the structural, mechanical and electro-chemical characteristics of the metal at the weld zone were inspected to verify the reasons of crack propagation behavior in the corrosion fatigue fracture. In addition, the effect of cathodic protection in the fracture surface of weld zone was examined fractographically by Scanning Electron Microscope(S.E.M.). The main results obtained are as follows; (1) The initial corrosion fatigue crack sensitibity under specific resistance of 25Ω.cm% show 2.22 in the base metal and 19.6 in the HEZ, and the sensitivity decreases as specific resistance increases (2) By removing reinforcement of weldment, the initiation and propagation of corrosion crack in the HAZ are delayed, and corrosion fatigue life increases. (3) As specific resistance decreases, the sensitivity difference of corrosion fatigue life in the base metal and HAZ is more susceptible than that of intial corrosion fatigue crack. (4) Experimental constant, m(Paris' rule) in the marine environment is in the range of about 3.69 to 4.26, and as specific resistance increases, thje magnitude of experimental constant, also increases and the effect by corrosion decreases. (5) Comparing surface crack length with crack depth, the crack depth toward the thickness of specimen in air is more deeply propagated than that in corrosion environment. (6) The propagation particulars of corrosion fatigue crack for HAZ under initial stress intensity factor range of δk sub(li) =27.2kgf.mm super(-3/2) and stress ratio of R=0 shows the retardative phenomenon of crack propagation by the plastic deformation at crack tip. (7) Number of stress cycles to corrosion fatigue crack initiation of the base metal and the welding heat affected zone are delayed by the cathodic protection under the natural sea water. The cathodic protection effect for corrosion fatigue crack initiation is eminent when the protection potential is -1100 mV(SCE). (8) When the protection potential E=-1100 mV(SCE), the corrosion fatigue crack propagation of welding heat affected zone is more rapid than that of the case without protection, because of the microfissure caused by welding heat cycle.

This study is to investigate the ultimate strength and curling influence of single shear two bolted connection with 7075-T6 aluminum alloys. The validation of element analysis was verified through the comparison between test result and finite element analysis prediction and strength reduction rate by curling was estimated quantitatively. Moreover, additional parametric analysis with extended variables was conducted and the conditions of curling occurrence according to end distance and edge distance were proposed.

This study investigates the ultimate strength and curling influence in single shear bolted connection with 7075-T6 aluminum alloys using numerical approach. The applicability of finite element analysis was validated through the comparison between existing test results and numerical predictions. Curling was observed in some specimens with a relatively long end distance and reduced the ultimate strength of bolted connection. Strength reduction ratio by curling was estimated quantitatively and it is known that curling caused the strength reduction by maximum 21%.