KR20220063628A - Al-Mg-Si based aluminum alloy and method of manufacturing the same - Google Patents

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KR20220063628A KR1020200149693A KR20200149693A KR20220063628A KR 20220063628 A KR20220063628 A KR 20220063628A KR 1020200149693 A KR1020200149693 A KR 1020200149693A KR 20200149693 A KR20200149693 A KR 20200149693A KR 20220063628 A KR20220063628 A KR 20220063628A
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Abstract

The present invention provides an Al-Mg-Si-based aluminum alloy having high strength and thermal stability, and a manufacturing method thereof. According to one embodiment of the present invention, the Al-Mg-Si-based aluminum alloy comprises, by wt%: 0.6 to 0.8% of magnesium (Mg); 0.4 to 1.2% of silicon (Si); 0.1 to 0.26% of copper (Cu); 0 to 0.15% of iron (Fe) (excluding 0); 0.2 to 0.35% of manganese (Mn); 0.1 to 0.25% of chromium (Cr); 0 to 0.2% of zinc (Zn) (excluding 0); 0 to 0.1% of titanium (Ti) (excluding 0); 0 to 0.25% of vanadium (V) (excluding 0); 0 to 0.1% of zirconium (Zr) (excluding 0); and the balance of aluminum (Al) and other unavoidable impurities.

Description

Al-Mg-Si계 알루미늄 합금 및 그 제조방법{Al-Mg-Si based aluminum alloy and method of manufacturing the same}Al-Mg-Si based aluminum alloy and method of manufacturing the same

본 발명의 기술적 사상은 알루미늄 합금에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금 및 그 제조방법에 관한 것이다.The technical idea of the present invention relates to an aluminum alloy, and more particularly, to an Al-Mg-Si-based aluminum alloy and a method for manufacturing the same.

Al-Mg-Si 기반의 6xxx계 알루미늄 합금은 대표적인 열처리형 알루미늄 합금으로서 우수한 기계적 성질, 가공 특성, 내식성 등을 갖고 있으며, 따라서 압출, 압연, 단조 등의 방법 및 열처리 공정을 통하여 봉재, 선재, 형재, 판재, 단조재 등을 제조하는데 널리 사용된다. 알루미늄 합금이 자동차, 기계부품, 휴대용 전자기기 등에 사용되기 위해서는 부품설계 단계에서의 소재 강도 및 사용환경에서 발생하는 열에 대한 강도의 안정성을 갖는 소재의 개발이 필요하다.Al-Mg-Si-based 6xxx-based aluminum alloy is a typical heat treatment type aluminum alloy and has excellent mechanical properties, processing characteristics, and corrosion resistance. It is widely used in manufacturing , plate materials, forgings, etc. In order for aluminum alloy to be used in automobiles, mechanical parts, portable electronic devices, etc., it is necessary to develop a material having material strength in the component design stage and stability of strength against heat generated in the use environment.

한국특허출원번호 제10-2014-7032529호Korean Patent Application No. 10-2014-7032529

본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 높은 강도와 열안정성을 가지는 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the technical idea of the present invention is to provide an Al-Mg-Si-based aluminum alloy having high strength and thermal stability, and a method for manufacturing the same.

그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.However, these tasks are exemplary, and the technical spirit of the present invention is not limited thereto.

본 발명의 일 관점에 의하면, 높은 강도와 열안정성을 가지는 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금 및 그 제조방법을 제공한다.According to one aspect of the present invention, there is provided an Al-Mg-Si-based aluminum alloy having high strength and thermal stability, and a method for manufacturing the same.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은, 중량%로, 마그네슘(Mg): 0.6% ~0.8%, 실리콘(Si): 0.4% ~ 1.2 %, 구리(Cu): 0.1% ~ 0.26%, 철(Fe): 0% 초과 ~ 0.15 %, 망간(Mn): 0.2% ~ 0.35 %, 크롬(Cr): 0.1% ~ 0.25%, 아연(Zn): 0% 초과 ~ 0.2%, 티타늄(Ti): 0% 초과 ~ 0.1 %, 바나듐(V): 0% 초과 ~ 0.25%, 지르코늄(Zr): 0% 초과 ~ 0.1%, 및 잔부는 알루미늄(Al) 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the Al-Mg-Si-based aluminum alloy is, by weight, magnesium (Mg): 0.6% to 0.8%, silicon (Si): 0.4% to 1.2%, copper (Cu) : 0.1% to 0.26%, iron (Fe): more than 0% to 0.15 %, manganese (Mn): 0.2% to 0.35 %, chromium (Cr): 0.1% to 0.25%, zinc (Zn): more than 0% to 0.2%, titanium (Ti): more than 0% to 0.1%, vanadium (V): more than 0% to 0.25%, zirconium (Zr): more than 0% to 0.1%, and the balance being aluminum (Al) and other unavoidable impurities may include

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 마그네슘의 함량과 상기 실리콘의 함량의 합은 1.0% ~ 2.0%일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sum of the content of magnesium and the content of silicon may be 1.0% to 2.0%.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 마그네슘과 상기 실리콘의 Mg/Si 비율은 0.5 ~ 2.0의 범위일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the Mg/Si ratio of the magnesium and the silicon may be in the range of 0.5 to 2.0.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 마그네슘의 함량과 상기 실리콘의 함량의 합은 1.6% ~ 2.0%일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the sum of the content of magnesium and the content of silicon may be 1.6% to 2.0%.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 마그네슘과 상기 실리콘의 Mg/Si 비율은 0.55 ~ 0.75의 범위일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the Mg/Si ratio of the magnesium and the silicon may be in the range of 0.55 to 0.75.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은, 면적분율 기준으로, 15 μm ~ 65 μm의 범위의 평균 결정립의 크기를 가질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the Al-Mg-Si-based aluminum alloy may have an average grain size in the range of 15 μm to 65 μm based on the area fraction.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은, 면적분율 기준으로, 30 μm ~ 45 μm의 범위의 평균 결정립의 크기를 가질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the Al-Mg-Si-based aluminum alloy may have an average grain size in the range of 30 μm to 45 μm based on the area fraction.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은, 인장강도(TS): 275 MPa ~ 397 MPa, 항복강도(YS): 235 MPa ~ 359 MPa, 및 연신율(EL): 13% ~ 21%를 만족할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the Al-Mg-Si-based aluminum alloy has tensile strength (TS): 275 MPa to 397 MPa, yield strength (YS): 235 MPa to 359 MPa, and elongation (EL): 13% to 21% can be satisfied.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은, 인장강도(TS): 290 MPa ~ 400 MPa, 항복강도(YS): 255 MPa ~ 360 MPa, 및 연신율(EL): 16% ~ 19%를 만족하는,According to an embodiment of the present invention, the Al-Mg-Si-based aluminum alloy has tensile strength (TS): 290 MPa to 400 MPa, yield strength (YS): 255 MPa to 360 MPa, and elongation (EL): Satisfying 16% to 19%,

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은, Copper 집합조직, S 집합조직, Brass 집합조직, 및 Cube 집합조직 중 적어도 어느 하나의 집합조직을 가질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the Al-Mg-Si-based aluminum alloy may have at least one of a copper texture, an S texture, a brass texture, and a cube texture.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은, 상기 S 집합조직의 분율의 최소값이 35%이고, 상기 Cube 집합조직의 분율의 최대값이 20%일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the Al-Mg-Si-based aluminum alloy, the minimum value of the fraction of the S texture may be 35%, and the maximum value of the fraction of the Cube texture may be 20%.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금의 제조방법은, 중량%로, 마그네슘(Mg): 0.6% ~0.8%, 실리콘(Si): 0.4% ~ 1.2 %, 구리(Cu): 0.1% ~ 0.26%, 철(Fe): 0% 초과 ~ 0.15 %, 망간(Mn): 0.2% ~ 0.35 %, 크롬(Cr): 0.1% ~ 0.25%, 아연(Zn): 0% 초과 ~ 0.2%, 티타늄(Ti): 0% 초과 ~ 0.1 %, 바나듐(V): 0% 초과 ~ 0.25%, 지르코늄(Zr): 0% 초과 ~ 0.1%, 및 잔부는 알루미늄(Al) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 알루미늄 합금을 용해 및 주조하는 단계; 상기 주조된 알루미늄 합금을 균질화 열처리하는 단계; 상기 균질화 열처리된 알루미늄 합금을 1차 소성 가공하여 알루미늄 합금 중간재를 형성하는 단계; 상기 알루미늄 합금 중간재를 고온시효하는 단계; 상기 고온시효한 알루미늄 합금 중간재를 용체화 열처리하는 단계; 및 상기 용체화 열처리된 알루미늄 합금 중간재를 인공시효하는 단계;를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the Al-Mg-Si-based aluminum alloy manufacturing method is, by weight, magnesium (Mg): 0.6% to 0.8%, silicon (Si): 0.4% to 1.2%, copper (Cu): 0.1% to 0.26%, Iron (Fe): more than 0% to 0.15%, Manganese (Mn): 0.2% to 0.35%, Chromium (Cr): 0.1% to 0.25%, Zinc (Zn): 0 % to 0.2%, titanium (Ti): more than 0% to 0.1%, vanadium (V): more than 0% to 0.25%, zirconium (Zr): more than 0% to 0.1%, and the balance being aluminum (Al) and Dissolving and casting an aluminum alloy containing other unavoidable impurities; homogenizing the cast aluminum alloy; forming an aluminum alloy intermediate material by performing primary plastic working of the homogenized heat-treated aluminum alloy; high-temperature aging the aluminum alloy intermediate material; solution heat treatment of the high-temperature aged aluminum alloy intermediate material; and artificially aging the solution heat-treated aluminum alloy intermediate material.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 용해 및 주조하는 단계는, 합금 원소를 모합금의 형태로서 첨가하여 수행될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the melting and casting may be performed by adding an alloying element in the form of a master alloy.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 균질화 열처리하는 단계는, 500℃ 내지 550℃ 범위의 온도에서 3 시간 내지 30 시간 동안 수행될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the homogenizing heat treatment may be performed at a temperature in the range of 500° C. to 550° C. for 3 hours to 30 hours.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 1차 소성 가공하는 단계는, 단일 소성 가공 공정을 포함하거나 또는 다단 소성 가공 공정을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of performing the primary plastic working may include a single plastic working process or a multi-stage plastic working process.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 고온시효하는 단계는, 350℃ 내지 450℃ 범위의 온도에서 1 시간 내지 10 시간 동안 수행될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the high-temperature aging may be performed at a temperature in the range of 350°C to 450°C for 1 hour to 10 hours.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 용체화 열처리하는 단계는, 520℃ 내지 550℃ 범위의 온도에서 1 분 내지 12 시간 동안 수행될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the solution heat treatment may be performed at a temperature in the range of 520° C. to 550° C. for 1 minute to 12 hours.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 인공시효하는 단계는, 160℃ 내지 190℃ 범위의 온도에서 4 시간 내지 48 시간 동안 수행될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the artificial aging step may be performed at a temperature in the range of 160 °C to 190 °C for 4 hours to 48 hours.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 용체화 열처리하는 단계와 상기 인공시효하는 단계 사이에, 상기 알루미늄 합금 중간재를 2차 소성 가공하는 단계;를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, between the solution heat treatment step and the artificial aging step, the step of secondary plastic working of the aluminum alloy intermediate material; may be further included.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 1차 소성 가공하는 단계와 2차 소성 가공하는 단계 사이에, 상기 고온시효하는 단계;를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, between the primary plastic working step and the secondary plastic working step, the step of high-temperature aging; may further include.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 2차 소성 가공하는 단계는, 스트레칭 공정, 단조 공정, 및 프레스성형 공정 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of performing the secondary plastic working may include at least one of a stretching process, a forging process, and a press forming process.

본 발명의 기술적 사상에 의할 경우, 상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은, 마그네슘, 실리콘, 구리, 철, 망간, 크롬, 아연, 티타늄, 바나듐, 지르코늄, 및 불가피한 불순물을 포함하여 구성됨으로써, 우수한 강도뿐만 아니라 열 환경에 노출되어도 강도의 큰 저하없이 유지되는 특성을 가지고 있어서 강도 및 열안정성이 요구되는 자동차 차체부품, 전자기기 부품 및 기타 구조용 부품 등에 사용 가능하다. 상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은, 알루미늄 특유의 경량성으로 인하여 제품의 무게를 감소시킬 수 있으며 지속적으로 고온에 노출되는 환경에서도 우수한 강도를 유지할 수 있어서 제품의 수명을 증가시키고 사용 중의 불량발생을 크게 감소시킬 수 있다. 또한, 구리, 마그네슘, 및 망간을 다량 함유하는 기존 소재에 비하여 내식성 및 가공성이 우수하여 부식환경에서의 수명 향상과 생산성 증가의 효과를 얻을 수 있다.According to the technical idea of the present invention, the Al-Mg-Si-based aluminum alloy is composed of magnesium, silicon, copper, iron, manganese, chromium, zinc, titanium, vanadium, zirconium, and unavoidable impurities, In addition to excellent strength, it has the characteristic of being maintained without a significant decrease in strength even when exposed to a thermal environment, so it can be used for automobile body parts, electronic device parts, and other structural parts requiring strength and thermal stability. The Al-Mg-Si-based aluminum alloy can reduce the weight of the product due to the unique lightness of aluminum, and can maintain excellent strength even in an environment continuously exposed to high temperatures, thereby increasing the life of the product and generating defects during use can be greatly reduced. In addition, the corrosion resistance and workability are excellent compared to the existing materials containing a large amount of copper, magnesium, and manganese, so that it is possible to obtain the effect of improving the lifespan in a corrosive environment and increasing the productivity.

상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The above-described effects of the present invention have been described by way of example, and the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금의 제조방법을 나타낸 공정 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 비교예와 실시예의 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금에 대한 투과 전자현미경으로 관찰한 미세조직을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 비교예와 실시예의 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금에 대한 후방산란전자 회절패턴을 분석한 방위지도를 나타낸다.1 is a process flow diagram illustrating a method of manufacturing an Al-Mg-Si-based aluminum alloy according to an embodiment of the present invention.
2 shows the microstructure observed with a transmission electron microscope for Al-Mg-Si-based aluminum alloys of Comparative Examples and Examples of the present invention.
3 shows an azimuth map analyzing backscattered electron diffraction patterns for Al-Mg-Si-based aluminum alloys of Comparative Examples and Examples of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the technical idea of the present invention to those of ordinary skill in the art, and the following examples may be modified in various other forms, The scope of the technical idea is not limited to the following examples. Rather, these embodiments are provided so as to more fully and complete the present disclosure, and to fully convey the technical spirit of the present invention to those skilled in the art. In this specification, the same reference numerals refer to the same elements throughout. Furthermore, various elements and regions in the drawings are schematically drawn. Accordingly, the technical spirit of the present invention is not limited by the relative size or spacing drawn in the accompanying drawings.

알루미늄 합금이 자동차, 기계부품, 휴대용 전자기기 등에 사용되기 위해서는 부품설계 단계에서의 소재 강도뿐만 아니라, 사용환경에서 발생하는 열에 대한 강도의 열안정성을 갖는 특성이 요구된다. 상기 열안정성은 소재가 상온 이상의 온도에 장기간 노출되었을 때, 내부에 존재하는 강화상의 금속학적인 변화여부에 따라서 달라질 수 있다. 열안정성이 우수한 경우에는 외부 열에 대한 내부 강화상의 변화가 크지 않으나, 열안정성이 낮은 경우에는, 강화상이 조대화하여 강화 효과가 감소할 수 있다. 따라서, 6xxx계 알루미늄 합금에서 강도와 열안정성을 동시에 향상시킬 수 있는 기술이 요구된다. In order for aluminum alloy to be used in automobiles, mechanical parts, portable electronic devices, etc., not only material strength in the component design stage, but also characteristics having thermal stability of strength against heat generated in the use environment are required. The thermal stability may vary depending on whether the metallurgical change of the reinforcing phase existing therein when the material is exposed to a temperature above room temperature for a long period of time. When the thermal stability is excellent, the change in the internal reinforcing phase with respect to external heat is not large, but when the thermal stability is low, the reinforcing effect may be reduced due to the coarsening of the reinforcing phase. Therefore, a technology capable of simultaneously improving strength and thermal stability in a 6xxx series aluminum alloy is required.

알루미늄 합금의 열안정성의 향상을 위하여 구리, 마그네슘, 망간 등의 원소를 첨가하여 구현할 수 있다. 그러나 구리 함량의 증가는 내식성의 감소와 연신율의 저하를 초래할 수 있다. 마그네슘 함량의 증가는 용탕 품질의 저하 및 내식성의 저하, 그리고 유동응력의 증가로 가공성을 떨어뜨린다는 단점이 있다. 망간 함량의 증가는 가공성을 감소시킬 수 있다.In order to improve the thermal stability of the aluminum alloy, it can be implemented by adding elements such as copper, magnesium, and manganese. However, an increase in the copper content may lead to a decrease in corrosion resistance and a decrease in elongation. An increase in the magnesium content has disadvantages in that the quality of the molten metal and corrosion resistance decrease, and the workability is deteriorated due to an increase in flow stress. Increasing the manganese content can reduce processability.

대표적인 6xxx 계 알루미늄 합금은 6063 합금 및 6061 합금이 있다. 상기 6063 합금은, 0.45 중량% ~ 0.9 중량%의 마그네슘(Mg) 및 0.2 중량% ~ 0.6 중량%의 실리콘(Si)을 함유하고, 강도는 낮으나 소성 가공 특성이 우수하여 단면 형상이 복잡한 산업용 압출재 제조에 광범위하게 사용되고 있다. 상기 6061 합금은, 0.8 중량% ~ 1.2 중량%의 마그네슘(Mg), 0.4 중량% ~ 0.8 중량%의 실리콘(Si), 0.15 중량% ~ 0.4 중량%의 구리(Cu)를 함유하고, 상기 6063에 비해서 강도가 높은 특징이 있다.Representative 6xxx series aluminum alloys include 6063 alloy and 6061 alloy. The 6063 alloy contains 0.45 wt% to 0.9 wt% of magnesium (Mg) and 0.2 wt% to 0.6 wt% of silicon (Si), and has low strength but excellent plastic working properties to produce an industrial extrusion material with a complicated cross-sectional shape is widely used in The 6061 alloy contains 0.8 wt% to 1.2 wt% of magnesium (Mg), 0.4 wt% to 0.8 wt% of silicon (Si), and 0.15 wt% to 0.4 wt% of copper (Cu), and in the 6063 It has high strength compared to that.

또한, 합금 첨가량을 더욱 증가시켜서 고강도 특성을 갖도록 한 6082 합금의 사용량이 증가하고 있다. 상기 6082 합금은, 0.6 중량% ~ 1.2 중량%의 마그네슘(Mg), 0.7 중량% ~ 1.3 중량%의 실리콘(Si), 0.4 중량% ~ 1.0 중량%의 망간(Mn)을 함유하고, 마그네슘, 실리콘 함량 증가와 함께 망간 함량도 증가시킴으로써, T6 열처리 후에 인장강도 310MPa 이상, 항복강도 260MPa 이상의 고강도를 얻을 수 있다.In addition, the amount of 6082 alloy used to have high strength characteristics by further increasing the alloy addition amount is increasing. The 6082 alloy contains 0.6 wt% to 1.2 wt% of magnesium (Mg), 0.7 wt% to 1.3 wt% of silicon (Si), 0.4 wt% to 1.0 wt% of manganese (Mn), and magnesium, silicon By increasing the manganese content along with the increase in the content, high strength of 310 MPa or more in tensile strength and 260 MPa or more in yield strength after T6 heat treatment can be obtained.

최근에는 자동차, 기계부품, 전자제품 등의 용도에서 보다 우수한 강도를 갖는 소재의 개발이 요구되면서 6xxx계 합금에서도 기존 6082 보다 우수한 강도를 갖는 신합금 개발이 전세계적으로 진행 중이다.Recently, as the development of materials with superior strength is required for applications such as automobiles, mechanical parts, and electronic products, a new alloy having superior strength than the existing 6082 even in 6xxx series alloys is being developed worldwide.

대표적으로 노벨리스 사는 최근 6HS-s650 이라는 고유의 6xxx 계 합금을 공개하였으며, 이 합금은 0.7 중량% ~ 1.0 중량%의 마그네슘(Mg), 0.6 중량% ~ 0.9 중량%의 실리콘(Si), 0.6 중량% ~ 0.9 중량%의 구리(Cu)를 가지며, T6 열처리 후에 인장강도 380MPa, 항복강도 340MPa의 특성을 가진다. 그러나, 상기 6HS-s650 합금은 다량의 구리와 마그네슘을 함유하고 있다.For example, Novelis recently released a unique 6xxx-based alloy called 6HS-s650, which contains 0.7 wt% to 1.0 wt% of magnesium (Mg), 0.6 wt% to 0.9 wt% of silicon (Si), and 0.6 wt% % to 0.9 wt% of copper (Cu), and after T6 heat treatment, the tensile strength is 380 MPa and the yield strength is 340 MPa. However, the 6HS-s650 alloy contains a large amount of copper and magnesium.

본 발명의 기술적 사상에 따른 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은 합금 원소의 종류와 범위를 제어하고, 제조공정에 있어서 고온 시효공정을 도입함으로써 강도 및 열안정성이 모두 우수한 특성을 가질 수 있다.The Al-Mg-Si-based aluminum alloy according to the technical idea of the present invention can have excellent properties in both strength and thermal stability by controlling the type and range of alloying elements and introducing a high-temperature aging process in the manufacturing process.

알루미늄 합금의 강도는 주된 합금원소인 마그네슘, 실리콘, 및 구리의 함량을 증가시킴으로써 가능하다. 그러나, 마그네슘 함량을 증가시키면 가공성이 크게 저하되고, 실리콘 함량을 증가시키면 열안정성이 저하된다.The strength of the aluminum alloy is possible by increasing the content of magnesium, silicon, and copper, which are the main alloying elements. However, when the magnesium content is increased, the processability is greatly reduced, and when the silicon content is increased, the thermal stability is reduced.

따라서 기존의 방법은 6xxx계 합금에서 강도 및 열안정성을 모두 향상시키기 위하여 구리, 망간 등을 다량 첨가하였으나, 구리의 함량이 증가하면 내식성이 저하될 수 있고, 망간을 다량 첨가하면 가공성이 저하될 수 있다.Therefore, in the existing method, a large amount of copper, manganese, etc. was added to improve both strength and thermal stability in the 6xxx series alloy, but if the content of copper increases, corrosion resistance may decrease, and if manganese is added in large amount, workability may decrease. there is.

따라서, 본 발명의 기술적 사상에 따른 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은 합금원소의 종류 및 함량이 하기와 같이 제어한다. 제조 공정상의 고온시효 공정을 적용함으로써 합금원소의 첨가량을 제한하면서도 우수한 강도와 열적 안정성을 모두 달성할 수 있다.Accordingly, in the Al-Mg-Si-based aluminum alloy according to the technical spirit of the present invention, the type and content of alloying elements are controlled as follows. By applying a high-temperature aging process in the manufacturing process, it is possible to achieve both excellent strength and thermal stability while limiting the amount of alloying elements added.

본 발명의 기술적 사상에 따른 상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은, 내식성 및 가공성을 저해하는 구리 및 마그네슘의 함량을 제한함과 동시에 제조공정 상의 고온시효 공정을 적용함으로써 강도 및 열안정성을 동시에 확보할 수 있다.The Al-Mg-Si-based aluminum alloy according to the technical idea of the present invention limits the content of copper and magnesium that inhibits corrosion resistance and workability, and simultaneously secures strength and thermal stability by applying a high-temperature aging process in the manufacturing process can do.

상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은, 구리 및 마그네슘의 함량을 제한함으로써 내식성과 가공성을 확보함으로써, 상기 합금을 이용하여 제조한 자동차부품, 기계부품, 전자기기부품은 제품의 작동과정에서 발생하는 열에 장시간 노출되어도 강도가 크게 감소하지 않으므로 제품성능을 저하하지 않고 불량발생을 크게 감소시킬 수 있다.The Al-Mg-Si-based aluminum alloy secures corrosion resistance and workability by limiting the content of copper and magnesium, so that automobile parts, mechanical parts, and electronic device parts manufactured using the alloy are generated during the operation of the product. Since the strength does not decrease significantly even when exposed to heat for a long time, the occurrence of defects can be greatly reduced without deteriorating product performance.

이하, 본 발명의 일 측면인 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금에 대하여 설명한다.Hereinafter, an Al-Mg-Si-based aluminum alloy according to an aspect of the present invention will be described.

Al-Mg-Si계 알루미늄 합금Al-Mg-Si based aluminum alloy

본 발명의 일 측면인 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은, 마그네슘, 실리콘, 구리, 철, 망간, 크롬, 아연, 티타늄, 바나듐, 지르코늄, 및 잔부는 알루미늄 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.The Al-Mg-Si-based aluminum alloy according to an aspect of the present invention may include magnesium, silicon, copper, iron, manganese, chromium, zinc, titanium, vanadium, zirconium, and the remainder aluminum and other unavoidable impurities.

구체적으로, 상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은, 중량%로, 마그네슘(Mg): 0.6% ~0.8%, 실리콘(Si): 0.4% ~ 1.2 %, 구리(Cu): 0.1% ~ 0.26%, 철(Fe): 0% 초과 ~ 0.15 %, 망간(Mn): 0.2% ~ 0.35 %, 크롬(Cr): 0.1% ~ 0.25%, 아연(Zn): 0% 초과 ~ 0.2%, 티타늄(Ti): 0% 초과 ~ 0.1 %, 바나듐(V): 0% 초과 ~ 0.25%, 지르코늄(Zr): 0% 초과 ~ 0.1%, 및 잔부는 알루미늄(Al) 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.Specifically, the Al-Mg-Si-based aluminum alloy is, by weight, magnesium (Mg): 0.6% to 0.8%, silicon (Si): 0.4% to 1.2%, copper (Cu): 0.1% to 0.26% , Iron (Fe): more than 0% to 0.15 %, Manganese (Mn): 0.2% to 0.35 %, Chromium (Cr): 0.1% to 0.25%, Zinc (Zn): More than 0% to 0.2%, Titanium (Ti) ): more than 0% to 0.1%, vanadium (V): more than 0% to 0.25%, zirconium (Zr): more than 0% to 0.1%, and the balance may contain aluminum (Al) and other unavoidable impurities.

상기 기타 불가피한 불순물에 대하여 설명하면, 통상의 제조과정에서 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않은 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 본 명세서에서 특별히 언급하지는 않는다.When describing the other unavoidable impurities, since unintended impurities from raw materials or the surrounding environment may inevitably be mixed in a typical manufacturing process, they cannot be excluded. Since these impurities are known to any person skilled in the art of manufacturing processes, all details thereof are not specifically mentioned in the present specification.

상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금에서, 마그네슘의 함량이 너무 많은 경우에는 가공성을 저하시킬 수 있으므로, 그 함량을 제어할 필요가 있다. 특히, 상기 마그네슘은 실리콘과 함께 함량 및 비율의 제어가 요구되며 0.8 이하로 제한한다.In the Al-Mg-Si-based aluminum alloy, when the content of magnesium is too large, the workability may be deteriorated, so it is necessary to control the content. In particular, the magnesium is required to control the content and ratio together with silicon and is limited to 0.8 or less.

상기 마그네슘의 함량과 상기 실리콘의 함량의 합은, 예를 들어 1.0% ~ 2.0%일 수 있다. 또한, 상기 마그네슘의 함량과 상기 실리콘의 함량의 합은, 예를 들어 1.6% ~ 2.0%일 수 있다.The sum of the content of magnesium and the content of silicon may be, for example, 1.0% to 2.0%. In addition, the sum of the content of magnesium and the content of silicon may be, for example, 1.6% to 2.0%.

상기 마그네슘과 상기 실리콘의 Mg/Si 비율은, 예를 들어 0.5 ~ 2.0의 범위일 수 있다. 또한, 상기 마그네슘과 상기 실리콘의 Mg/Si 비율은, 예를 들어 0.55 ~ 0.75의 범위일 수 있다.The Mg/Si ratio of the magnesium and the silicon may be, for example, in the range of 0.5 to 2.0. In addition, the Mg/Si ratio of the magnesium and the silicon may be, for example, in the range of 0.55 to 0.75.

전술한 합금 조성의 구체적인 성분 및 이들의 함량 범위를 제어하고, 후술하는 제조방법을 통해 제조된 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은, 하기와 같은 특성을 가질 수 있다.The Al-Mg-Si-based aluminum alloy manufactured by controlling the specific components of the alloy composition and the content ranges thereof, and to be described later, may have the following properties.

상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은, 면적분율 기준으로, 예를 들어 15 μm ~ 65 μm의 범위의 평균 결정립의 크기를 가질 수 있다. 또한, 상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은, 면적분율 기준으로, 예를 들어 30 μm ~ 45 μm의 범위의 평균 결정립의 크기를 가질 수 있다.The Al-Mg-Si-based aluminum alloy may have an average grain size in the range of, for example, 15 μm to 65 μm based on the area fraction. In addition, the Al-Mg-Si-based aluminum alloy may have an average grain size in the range of, for example, 30 μm to 45 μm based on the area fraction.

상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은, 예를 들어 인장강도(TS): 275 MPa ~ 397 MPa, 항복강도(YS): 235 MPa ~ 359 MPa, 및 연신율(EL): 13% ~ 21%를 만족할 수 있다. 또한, 상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은, 예를 들어 인장강도(TS): 290 MPa ~ 400 MPa, 항복강도(YS): 255 MPa ~ 360 MPa, 및 연신율(EL): 16% ~ 19%를 만족할 수 있다.The Al-Mg-Si-based aluminum alloy has, for example, tensile strength (TS): 275 MPa to 397 MPa, yield strength (YS): 235 MPa to 359 MPa, and elongation (EL): 13% to 21% can be satisfied In addition, the Al-Mg-Si-based aluminum alloy, for example, tensile strength (TS): 290 MPa ~ 400 MPa, yield strength (YS): 255 MPa ~ 360 MPa, and elongation (EL): 16% ~ 19 % can be satisfied.

상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은, Copper 집합조직, S 집합조직, Brass 집합조직, 및 Cube 집합조직 중 적어도 어느 하나의 집합조직을 가질 수 있다.The Al-Mg-Si-based aluminum alloy may have at least one of a copper texture, an S texture, a brass texture, and a cube texture.

상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은, 상기 S 집합조직의 분율의 최소값이 35%이고, 상기 Cube 집합조직의 분율의 최대값이 20%일 수 있다. 구체적으로, 상기 S 집합조직의 분율은, 예를 들어 35% 내지 50% 범위일 수 있다. 상기 Cube 집합조직의 분율은, 예를 들어 5% 내지 20% 범위일 수 있다.In the Al-Mg-Si-based aluminum alloy, the minimum value of the fraction of the S texture may be 35%, and the maximum value of the fraction of the Cube texture may be 20%. Specifically, the fraction of the S texture may be, for example, in the range of 35% to 50%. The Cube texture fraction may be, for example, in the range of 5% to 20%.

이하에서는, 본 발명의 기술적 사상에 따른 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금의 제조방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for manufacturing an Al-Mg-Si-based aluminum alloy according to the technical spirit of the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금의 제조방법을 나타낸 공정 흐름도이다.1 is a process flow diagram illustrating a method of manufacturing an Al-Mg-Si-based aluminum alloy according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금의 제조방법은, 용해주조 단계(S10); 균질화 열처리 단계(S20); 1차 소성 가공 단계(S30); 고온시효 단계(S40); 용체화 열처리 단계(S50); 및 인공시효 단계(S60);를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the method for manufacturing the Al-Mg-Si-based aluminum alloy includes a melt casting step (S10); Homogenization heat treatment step (S20); Primary plastic working step (S30); high temperature aging step (S40); solution heat treatment step (S50); and artificial aging step (S60).

구체적으로, 상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금의 제조방법은, 중량%로, 마그네슘(Mg): 0.6% ~0.8%, 실리콘(Si): 0.4% ~ 1.2 %, 구리(Cu): 0.1% ~ 0.26%, 철(Fe): 0% 초과 ~ 0.15 %, 망간(Mn): 0.2% ~ 0.35 %, 크롬(Cr): 0.1% ~ 0.25%, 아연(Zn): 0% 초과 ~ 0.2%, 티타늄(Ti): 0% 초과 ~ 0.1 %, 바나듐(V): 0% 초과 ~ 0.25%, 지르코늄(Zr): 0% 초과 ~ 0.1%, 및 잔부는 알루미늄(Al) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 알루미늄 합금을 용해 및 주조하는 단계(S10); 상기 주조된 알루미늄 합금을 균질화 열처리하는 단계(S20); 상기 균질화 열처리된 알루미늄 합금을 1차 소성 가공하여 알루미늄 합금 중간재를 형성하는 단계(S30); 상기 알루미늄 합금 중간재를 고온시효하는 단계(S40); 상기 고온시효한 알루미늄 합금 중간재를 용체화 열처리하는 단계(S50); 및 상기 용체화 열처리된 알루미늄 합금 중간재를 인공시효하는 단계(S60);를 포함할 수 있다.Specifically, the manufacturing method of the Al-Mg-Si-based aluminum alloy is, by weight, magnesium (Mg): 0.6% to 0.8%, silicon (Si): 0.4% to 1.2%, copper (Cu): 0.1% ~ 0.26%, iron (Fe): more than 0% ~ 0.15 %, manganese (Mn): 0.2% ~ 0.35 %, chromium (Cr): 0.1% ~ 0.25%, zinc (Zn): more than 0% ~ 0.2%, Titanium (Ti): more than 0% to 0.1%, vanadium (V): more than 0% to 0.25%, zirconium (Zr): more than 0% to 0.1%, and the balance containing aluminum (Al) and other unavoidable impurities Melting and casting an aluminum alloy (S10); homogenizing heat treatment of the cast aluminum alloy (S20); forming an aluminum alloy intermediate material by performing primary plastic working of the homogenized heat-treated aluminum alloy (S30); high-temperature aging the aluminum alloy intermediate material (S40); solution heat treatment of the aluminum alloy intermediate material aged at high temperature (S50); and artificially aging the solution heat-treated aluminum alloy intermediate material (S60).

상기 용해주조 단계(S10)는 합금 원소들 각각을 첨가하거나, 또는 합금원소 전체 또는 일부를 모합금의 형태로서 첨가할 수 있다. 예를 들어, 마그네슘을 순수한 원소상태로서 알루미늄 용탕에 첨가하거나 또는 마그네슘의 함량이 높은 마그네슘-알루미늄 합금을 모합금으로써 알루미늄 용탕에 첨가할 수 있다. 이러한 방식은 다른 첨가원소들에도 적용될 수 있다.In the melting casting step (S10), each of the alloying elements may be added, or all or part of the alloying elements may be added in the form of a master alloy. For example, magnesium may be added to the molten aluminum as a pure elemental state or a magnesium-aluminum alloy having a high magnesium content may be added to the molten aluminum as a master alloy. This method can be applied to other additive elements as well.

상기 용해주조 단계(S10)는 상기 알루미늄 합금이 완전히 용해되는 온도에서 수행될 수 있다. 또한, 상기 용해주조 단계(S10)에서는, 상기 용해된 알루미늄 합금을 원하는 형상, 예를 들어 슬라브 등의 형상으로 주조할 수 있다.The melting casting step (S10) may be performed at a temperature at which the aluminum alloy is completely dissolved. In addition, in the melt casting step (S10), the melted aluminum alloy may be cast into a desired shape, for example, a shape such as a slab.

상기 균질화 열처리하는 단계(S20)는, 500℃ 내지 550℃ 범위의 온도에서 3 시간 내지 30 시간 동안 수행될 수 있다. 상기 균질화 열처리하는 단계(S20)를 수행한 후에, 상기 알루미늄 합금은 공랭으로, 상온으로, 예를 들어 0℃ 내지 40℃ 범위의 온도로 냉각될 수 있다. 상기 균질화 열처리하는 단계(S20)에 의하여, 상기 주조된 알루미늄 합금 내의 합금원소의 균질화가 수행될 수 있다. The homogenizing heat treatment (S20) may be performed at a temperature ranging from 500° C. to 550° C. for 3 hours to 30 hours. After performing the homogenization heat treatment step (S20), the aluminum alloy may be cooled by air cooling, to room temperature, for example, to a temperature in the range of 0 °C to 40 °C. By the homogenizing heat treatment step (S20), the homogenization of the alloy elements in the cast aluminum alloy may be performed.

상기 1차 소성 가공하는 단계(S30)에서는, 상기 주조된 알루미늄 합금을 압연, 압출, 단조 등의 소성 가공 공정을 거쳐서 원하는 형태를 가지는 알루미늄 합금 중간재를 형성한다. 상기 1차 소성 가공하는 단계(S30)는 동일한 종류의 소성 가공이 복수회로 수행되거나, 다른 종류의 소성 가공이 수행될 수 있다. 즉, 상기 1차 소성 가공하는 단계(S30)는 단일 소성 가공 공정을 포함하거나 또는 다단 소성 가공 공정을 포함할 수 있다.In the primary plastic working step (S30), the cast aluminum alloy is subjected to a plastic working process such as rolling, extrusion, and forging to form an aluminum alloy intermediate material having a desired shape. In the step of performing the primary plastic working ( S30 ), the same type of plastic working may be performed a plurality of times, or different types of plastic working may be performed. That is, the step of performing the primary plastic working ( S30 ) may include a single plastic working process or a multi-stage plastic working process.

상기 고온시효하는 단계(S40)는, 예를 들어 350℃ 내지 450℃ 범위의 온도에서, 예를 들어 1 시간 내지 10 시간 동안 수행될 수 있다. 상기 고온시효하는 단계(S40)를 수행한 후에, 상기 알루미늄 합금 중간재는 공랭으로, 상온으로, 예를 들어 0℃ 내지 40℃ 범위의 온도로 냉각될 수 있다. 상기 고온시효하는 단계(S40)에 의하여, 상기 알루미늄 합금은 열적 안정성이 뛰어난 지르코늄 또는 티타늄 또는 바나듐의 함량이 높은 나노 스케일의 Al3(Zr, Ti, V) 계 석출물이 분포한 미세조직을 가질 수 있다.The high-temperature aging (S40) may be performed, for example, at a temperature in the range of 350°C to 450°C, for example, 1 hour to 10 hours. After performing the high temperature aging step (S40), the aluminum alloy intermediate material may be cooled by air cooling, to room temperature, for example, to a temperature in the range of 0°C to 40°C. By the high-temperature aging step (S40), the aluminum alloy can have a microstructure in which nanoscale Al 3 (Zr, Ti, V)-based precipitates having high thermal stability are distributed with a high content of zirconium or titanium or vanadium. there is.

상기 용체화 열처리하는 단계(S50)는, 예를 들어 520℃ 내지 550℃ 범위의 온도에서, 예를 들어 1 분 내지 12 시간 동안 수행될 수 있다. 상기 용체화 열처리하는 단계(S50)를 수행한 후에, 상기 알루미늄 합금 중간재는 수냉으로, 상온으로, 예를 들어 0℃ 내지 40℃ 범위의 온도로 냉각될 수 있다. 상기 용체화 열처리하는 단계(S50)에 의하여, 상기 알루미늄 합금은 정출물이 고용될 수 있다.The solution heat treatment (S50) may be performed, for example, at a temperature in the range of 520°C to 550°C, for example, for 1 minute to 12 hours. After performing the solution heat treatment step (S50), the aluminum alloy intermediate material may be cooled by water cooling, to room temperature, for example, to a temperature in the range of 0 °C to 40 °C. By the solution heat treatment step (S50), the aluminum alloy may be a crystallized solution.

상기 인공시효하는 단계(S60)는, 예를 들어 160℃ 내지 190℃ 범위의 온도에서, 예를 들어 4 시간 내지 48 시간 동안 수행될 수 있다. 상기 인공시효하는 단계(S60)를 수행한 후에, 상기 알루미늄 합금 중간재는 공랭으로, 상온으로, 예를 들어 0℃ 내지 40℃ 범위의 온도로 냉각될 수 있다. 상기 인공시효하는 단계(S60)에 의하여, 상기 알루미늄 합금은 석출물을 제어하여 강도를 증가시킬 수 있다.The artificial aging (S60) may be performed, for example, at a temperature in the range of 160°C to 190°C, for example, 4 hours to 48 hours. After performing the artificial aging step (S60), the aluminum alloy intermediate material may be cooled by air cooling, to room temperature, for example, to a temperature in the range of 0 °C to 40 °C. By the artificial aging step (S60), the aluminum alloy can increase the strength by controlling the precipitate.

또한, 선택적으로, 상기 용체화 열처리하는 단계(S50)와 상기 인공시효하는 단계(S60) 사이에 상기 알루미늄 합금 중간재를 2차 소성 가공하는 단계(S55);를 더 포함할 수 있다. 상기 2차 소성 가공하는 단계(S65)는, 냉간가공 단계를 포함할 수 있고, 예를 들어 스트레칭 공정, 단조 공정, 및 프레스성형 공정 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. Also, optionally, secondary plastic working of the aluminum alloy intermediate material between the solution heat treatment step (S50) and the artificial aging step (S60) (S55); may further include. The secondary plastic working step (S65) may include a cold working step, for example, may include at least one of a stretching process, a forging process, and a press forming process.

실험예Experimental example

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실험예를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred experimental examples are presented to help the understanding of the present invention. However, the following experimental examples are only for helping understanding of the present invention, and the present invention is not limited by the following experimental examples.

하기의 표 1의 합금 조성(단위: 중량%)을 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금을 제조하였다. 표 1에서 잔부는 알루미늄(Al) 및 기타 불가피한 불순물이다. 실시예와 비교예 모두 표 1의 합금 조성을 포함하였다.An Al-Mg-Si-based aluminum alloy was prepared according to the alloy composition (unit: weight %) of Table 1 below. The remainder in Table 1 is aluminum (Al) and other unavoidable impurities. Both Examples and Comparative Examples included the alloy composition of Table 1.

종류 Kinds MgMg SiSi CuCu FeFe MnMn CrCr ZnZn TiTi VV ZrZr WW 0.620.62 0.450.45 0.240.24 0.10.1 0.320.32 0.230.23 0.160.16 0.090.09 0.210.21 0.0540.054 XX 0.720.72 0.430.43 0.240.24 0.120.12 0.320.32 0.220.22 0.150.15 0.0760.076 0.200.20 0.060.06 YY 0.610.61 1.081.08 0.240.24 0.110.11 0.340.34 0.220.22 0.150.15 0.0960.096 0.210.21 0.0530.053 ZZ 0.770.77 1.11.1 0.250.25 0.120.12 0.330.33 0.230.23 0.160.16 0.0750.075 0.210.21 0.0620.062

표 2는 비교예와 실시예의 상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금을 형성하는 공정 조건 값들을 나타낸다.Table 2 shows process condition values for forming the Al-Mg-Si-based aluminum alloy of Comparative Examples and Examples.

공정 단계process steps 실시예Example 비교예comparative example 균질화 열처리Homogenization heat treatment 530℃; 6 시간; 공랭530°C; 6 hours; air cooling 530℃; 6 시간; 공랭530°C; 6 hours; air cooling 고온시효high temperature aging 450℃; 6 시간; 공랭450°C; 6 hours; air cooling XX 용체화 열처리solution heat treatment 545℃; 1 시간; 수냉545° C.; 1 hours; water cooling 545℃; 1 시간; 수냉545° C.; 1 hours; water cooling 인공시효artificial aging 170℃; 24 시간; 공랭170°C; 24 hours; air cooling 170℃; 24 시간; 공랭170°C; 24 hours; air cooling

표 2를 참조하면, 실시예는, 용해주조, 균질화 열처리, 1차 소성 가공, 고온시효, 용체화 열처리, 및 인공시효를 수행하였다. 반면, 비교예는, 고온시효를 수행하지 않았다. 고온 시효의 수행여부와는 무관하게, 상기 인공시효가 완료된 상태를 "T6 열처리 상태"로 지칭하기로 한다. 상기 T6 열처리 상태의 알루미늄 합금의 열안정성을 평가하기 위하여, 205℃의 온도에서 1 시간 유지한 후 공랭하였다.Referring to Table 2, in Examples, dissolution casting, homogenization heat treatment, primary plastic working, high temperature aging, solution heat treatment, and artificial aging were performed. On the other hand, in the comparative example, high temperature aging was not performed. Regardless of whether high-temperature aging is performed, the state in which the artificial aging is completed will be referred to as a “T6 heat treatment state”. In order to evaluate the thermal stability of the aluminum alloy in the T6 heat treatment state, it was maintained at a temperature of 205° C. for 1 hour and then air-cooled.

표 3은 비교예와 실시예의 상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금에 대한 기계적 특성을 나타낸다.Table 3 shows the mechanical properties of the Al-Mg-Si-based aluminum alloy of Comparative Examples and Examples.

구분division 종류Kinds T6 열처리 상태T6 heat treatment condition T6 + 205℃에서 1 시간1 hour at T6 + 205℃ 인장강도
(MPa)The tensile strength
(MPa) 항복강도
(MPa)yield strength
(MPa) 연신율
(%)elongation
(%) 인장강도
(MPa)The tensile strength
(MPa) 항복강도
(MPa)yield strength
(MPa) 연신율
(%)elongation
(%) 비교예1 Comparative Example 1 WW 278278 237237 1717 281281 240240 1818 실시예1Example 1 WW 299299 257257 1616 289289 243243 1616 비교예2Comparative Example 2 XX 292292 242242 1919 290290 240240 1919 실시예2Example 2 XX 306306 260260 1717 296296 250250 1616 비교예3Comparative Example 3 YY 373373 327327 2121 363363 328328 2020 실시예3Example 3 YY 387387 341341 1919 366366 330330 1818 비교예4Comparative Example 4 ZZ 376376 342342 1919 362362 328328 1818 실시예4Example 4 ZZ 397397 358358 1818 373373 344344 1616

표 3을 참조하면, 각각의 동일한 합금 조성에서, T6 열처리 상태에서 고온시효를 수행한 실시예들은 고온시효를 수행하지 않은 비교예에 비하여 인장강도와 항복강도가 높게 나타났다. 열처리 후 205℃에서 1 시간 동안 추가 열처리를 수행한 경우에도, 실시예가 비교예에 비하여 인장강도와 항복강도가 높게 나타났다. 이러한 차이는, T6 열처리 상태에서 그 차이가 더 크게 나타났으며, 열처리 후 205℃에서 1 시간 동안 추가 열처리를 수행한 경우에는 그 차이가 감소하였다. 연신율에 경우에는, 실시예가 비교예에 비하여 약간 낮게 나타났다.표 4는 비교예와 실시예의 상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금의 결정립 크기를 나타낸다.Referring to Table 3, in each of the same alloy composition, the Examples in which high-temperature aging was performed in the T6 heat treatment state showed higher tensile strength and yield strength than Comparative Examples in which high-temperature aging was not performed. Even when additional heat treatment was performed at 205° C. for 1 hour after heat treatment, the Example showed higher tensile strength and yield strength than the Comparative Example. This difference was larger in the T6 heat treatment state, and the difference decreased when additional heat treatment was performed at 205 °C for 1 hour after heat treatment. In the case of elongation, the Example showed slightly lower than that of the Comparative Example. Table 4 shows the grain sizes of the Al-Mg-Si-based aluminum alloys of the Comparative Examples and Examples.

구분division 종류Kinds 평균 결정립 크기 (μm)Average grain size (μm) 비교예1 Comparative Example 1 WW 34.9 ± 17.134.9 ± 17.1 실시예1Example 1 WW 39.8 ± 22.539.8 ± 22.5 비교예2Comparative Example 2 XX 36.1 ± 15.836.1 ± 15.8 실시예2Example 2 XX 39.4 ± 19.539.4 ± 19.5 비교예3Comparative Example 3 YY 33.4 ± 15.333.4 ± 15.3 실시예3Example 3 YY 43.7 ± 21.043.7 ± 21.0 비교예4Comparative Example 4 ZZ 32.5 ± 17.532.5 ± 17.5 실시예4Example 4 ZZ 34.9 ± 15.834.9 ± 15.8

표 4를 참조하면, 비교예와 실시예는 15 μm ~ 65 μm의 범위의 평균 결정립의 크기를 가지며, 구체적으로 30 μm ~ 45 μm의 범위의 평균 결정립의 크기를 가졌다. 각각의 동일한 합금 조성에서, 평균 결정립 크기는 비교예에 비하여 실시예가 크게 나타났다.전계방사 주사전자현미경을 이용하여 얻은 후방산란전자 회절패턴을 분석하여 상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금의 결정립의 형상 및 상기 결정립의 방위를 얻었다.Referring to Table 4, Comparative Examples and Examples have an average grain size in the range of 15 μm to 65 μm, specifically, have an average grain size in the range of 30 μm to 45 μm. In each of the same alloy composition, the average grain size of the Example was larger than that of the Comparative Example. The shape of the grains of the Al-Mg-Si-based aluminum alloy was analyzed by analyzing the backscattered electron diffraction pattern obtained using the field emission scanning electron microscope. and the orientation of the crystal grains.

표 5는 비교예와 실시예의 상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금의 집합 조직 분율을 나타낸다.Table 5 shows the texture fraction of the Al-Mg-Si-based aluminum alloy of Comparative Examples and Examples.

집합조직collective organization CubeCube CopperCopper BrassBrass SS 밀러 면Miller Cotton {001}{001} {112}{112} {110}{110} {123}{123} 밀러 방향Miller direction <100><100> <111><111> <112><112> <634><634> 오일러 각도
(φ1, Φ, φ2)euler angle
(φ1, Φ, φ2) 45.0/0.0/45.045.0/0.0/45.0 90.0/35.0/45.090.0/35.0/45.0 55.0/90.0/45.055.0/90.0/45.0 59.0/36.7/63.459.0/36.7/63.4 비교예1Comparative Example 1 WW 3.0 (12%)3.0 (12%) 5.2 (20%)5.2 (20%) 6.8 (26%)6.8 (26%) 10.9 (42%)10.9 (42%) 실시예1Example 1 WW 2.3 (11%)2.3 (11%) 6.6 (32%)6.6 (32%) 2.5 (12%)2.5 (12%) 9.2 (45%)9.2 (45%) 비교예2Comparative Example 2 XX 2.7 (11%)2.7 (11%) 5.9 (24%)5.9 (24%) 4.5 (18%)4.5 (18%) 11.9 (48%)11.9 (48%) 실시예2Example 2 XX 3.9 (19%)3.9 (19%) 5.8 (28%)5.8 (28%) 2.9 (14%)2.9 (14%) 8.3 (40%)8.3 (40%) 비교예3Comparative Example 3 YY 2.1 (8.5%)2.1 (8.5%) 9.1 (37%)9.1 (37%) 2.7 (11%)2.7 (11%) 10.7 (43%)10.7 (43%) 실시예3Example 3 YY 2.7 (11%)2.7 (11%) 7.9 (31%)7.9 (31%) 2.8 (11%)2.8 (11%) 12.2 (48%)12.2 (48%) 비교예4Comparative Example 4 ZZ 1.1 (5%)1.1 (5%) 4.3 (20%)4.3 (20%) 5.8 (26%)5.8 (26%) 10.8 (49%)10.8 (49%) 실시예4Example 4 ZZ 2.4 (11%)2.4 (11%) 7.2 (32%)7.2 (32%) 3.4 (15%)3.4 (15%) 9.2 (41%)9.2 (41%)

표 5를 참조하면, 첨가원소 조성에 따라 집합조직 분율의 변화 정도가 차이를 나타내었다. 대체로, 비교예들과 각각 비교하면, 실시예들은 Brass 집합조직의 분율이 감소하는 경향을 나타내었고, Copper 집합조직과 Cube 집합조직은 증가하는 경향을 나타내었다. 이러한 집합조직의 분율의 변화가 강도와 관련이 있는 것으로 분석된다.도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금에 대한 투과전자현미경으로 관찰한 미세조직을 나타낸다.Referring to Table 5, the degree of change in the texture fraction was different according to the composition of the added element. In general, when compared with Comparative Examples, the Examples showed a tendency to decrease the fraction of Brass texture, Copper texture and Cube texture showed a tendency to increase. It is analyzed that the change in the fraction of the texture is related to the strength. FIG. 2 shows the microstructure observed with a transmission electron microscope of the Al-Mg-Si-based aluminum alloy according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 비교예에 비하여 실시예에서 석출물의 분율이 증가한 것으로 나타낸다. 이러한 석출물의 분율의 변화가 강도와 관련이 있는 것으로 분석된다.Referring to FIG. 2 , it is shown that the fraction of precipitates is increased in Examples compared to Comparative Examples. It is analyzed that the change in the fraction of these precipitates is related to the strength.

도 3은 본 발명의 비교예와 실시예에 따른 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금에 대한 후방산란전자 회절패턴을 분석한 방위지도를 나타낸다.3 shows an azimuth map analyzing backscattered electron diffraction patterns for Al-Mg-Si-based aluminum alloys according to Comparative Examples and Examples of the present invention.

도 3을 참조하면, 상기 방위지도는 역 극점도 지도로 지칭될 수 있다. 전계방사 주사전자현미경을 이용하여 얻은 후방산란전자 회절패턴을 분석하여 상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금의 결정립의 형상이 나타나있다. Referring to FIG. 3 , the azimuth map may be referred to as an inverse pole map map. The shape of the grains of the Al-Mg-Si-based aluminum alloy is shown by analyzing the backscattered electron diffraction pattern obtained using the field emission scanning electron microscope.

이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The technical spirit of the present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is the technical spirit of the present invention that various substitutions, modifications and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which this belongs.

Claims (20)

중량%로, 마그네슘(Mg): 0.6% ~0.8%, 실리콘(Si): 0.4% ~ 1.2 %, 구리(Cu): 0.1% ~ 0.26%, 철(Fe): 0% 초과 ~ 0.15 %, 망간(Mn): 0.2% ~ 0.35 %, 크롬(Cr): 0.1% ~ 0.25%, 아연(Zn): 0% 초과 ~ 0.2%, 티타늄(Ti): 0% 초과 ~ 0.1 %, 바나듐(V): 0% 초과 ~ 0.25%, 지르코늄(Zr): 0% 초과 ~ 0.1%, 및 잔부는 알루미늄(Al) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는,
Al-Mg-Si계 알루미늄 합금.By weight, magnesium (Mg): 0.6% to 0.8%, silicon (Si): 0.4% to 1.2%, copper (Cu): 0.1% to 0.26%, iron (Fe): more than 0% to 0.15%, manganese (Mn): 0.2% to 0.35%, Chromium (Cr): 0.1% to 0.25%, Zinc (Zn): More than 0% to 0.2%, Titanium (Ti): More than 0% to 0.1%, Vanadium (V): greater than 0% to 0.25%, zirconium (Zr): greater than 0% to 0.1%, and the balance containing aluminum (Al) and other unavoidable impurities;
Al-Mg-Si based aluminum alloy. 제 1 항에 있어서,
상기 마그네슘의 함량과 상기 실리콘의 함량의 합은 1.0% ~ 2.0%인,
Al-Mg-Si계 알루미늄 합금.The method of claim 1,
The sum of the content of magnesium and the content of silicon is 1.0% to 2.0%,
Al-Mg-Si based aluminum alloy. 제 2 항에 있어서,
상기 마그네슘과 상기 실리콘의 Mg/Si 비율은 0.5 ~ 2.0의 범위인,
Al-Mg-Si계 알루미늄 합금.3. The method of claim 2,
The Mg/Si ratio of the magnesium and the silicon is in the range of 0.5 to 2.0,
Al-Mg-Si based aluminum alloy. 제 1 항에 있어서,
상기 마그네슘의 함량과 상기 실리콘의 함량의 합은 1.6% ~ 2.0%인,
Al-Mg-Si계 알루미늄 합금.The method of claim 1,
The sum of the content of magnesium and the content of silicon is 1.6% to 2.0%,
Al-Mg-Si based aluminum alloy. 제 4 항에 있어서,
상기 마그네슘과 상기 실리콘의 Mg/Si 비율은 0.55 ~ 0.75의 범위인,
Al-Mg-Si계 알루미늄 합금.5. The method of claim 4,
The Mg/Si ratio of the magnesium and the silicon is in the range of 0.55 to 0.75,
Al-Mg-Si based aluminum alloy. 제 1 항에 있어서,
상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은,
면적분율 기준으로, 15 μm ~ 65 μm의 범위의 평균 결정립의 크기를 가지는,
Al-Mg-Si계 알루미늄 합금.The method of claim 1,
The Al-Mg-Si-based aluminum alloy,
Based on the area fraction, having an average grain size in the range of 15 μm to 65 μm,
Al-Mg-Si based aluminum alloy. 제 1 항에 있어서,
상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은,
면적분율 기준으로, 30 μm ~ 45 μm의 범위의 평균 결정립의 크기를 가지는,
Al-Mg-Si계 알루미늄 합금.The method of claim 1,
The Al-Mg-Si-based aluminum alloy,
Based on the area fraction, having an average grain size in the range of 30 μm to 45 μm,
Al-Mg-Si based aluminum alloy. 제 1 항에 있어서,
상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은,
인장강도(TS): 275 MPa ~ 397 MPa, 항복강도(YS): 235 MPa ~ 359 MPa, 및 연신율(EL): 13% ~ 21%를 만족하는,
Al-Mg-Si계 알루미늄 합금.The method of claim 1,
The Al-Mg-Si-based aluminum alloy,
Tensile strength (TS): 275 MPa to 397 MPa, yield strength (YS): 235 MPa to 359 MPa, and elongation (EL): 13% to 21%;
Al-Mg-Si based aluminum alloy. 제 1 항에 있어서,
상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은,
인장강도(TS): 290 MPa ~ 400 MPa, 항복강도(YS): 255 MPa ~ 360 MPa, 및 연신율(EL): 16% ~ 19%를 만족하는,
Al-Mg-Si계 알루미늄 합금.The method of claim 1,
The Al-Mg-Si-based aluminum alloy,
Tensile strength (TS): 290 MPa to 400 MPa, yield strength (YS): 255 MPa to 360 MPa, and elongation (EL): 16% to 19%;
Al-Mg-Si based aluminum alloy. 제 1 항에 있어서,
상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은,
Copper 집합조직, S 집합조직, Brass 집합조직, 및 Cube 집합조직 중 적어도 어느 하나의 집합조직을 가지는,
Al-Mg-Si계 알루미늄 합금.The method of claim 1,
The Al-Mg-Si-based aluminum alloy,
Having at least one of copper texture, S texture, Brass texture, and Cube texture,
Al-Mg-Si based aluminum alloy. 제 10 항에 있어서,
상기 Al-Mg-Si계 알루미늄 합금은,
상기 S 집합조직의 분율의 최소값이 35%이고, 상기 Cube 집합조직의 분율의 최대값이 20%인,
Al-Mg-Si계 알루미늄 합금.11. The method of claim 10,
The Al-Mg-Si-based aluminum alloy,
The minimum value of the fraction of the S texture is 35%, and the maximum value of the fraction of the Cube texture is 20%,
Al-Mg-Si based aluminum alloy. 중량%로, 마그네슘(Mg): 0.6% ~0.8%, 실리콘(Si): 0.4% ~ 1.2 %, 구리(Cu): 0.1% ~ 0.26%, 철(Fe): 0% 초과 ~ 0.15 %, 망간(Mn): 0.2% ~ 0.35 %, 크롬(Cr): 0.1% ~ 0.25%, 아연(Zn): 0% 초과 ~ 0.2%, 티타늄(Ti): 0% 초과 ~ 0.1 %, 바나듐(V): 0% 초과 ~ 0.25%, 지르코늄(Zr): 0% 초과 ~ 0.1%, 및 잔부는 알루미늄(Al) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 알루미늄 합금을 용해 및 주조하는 단계;
상기 주조된 알루미늄 합금을 균질화 열처리하는 단계;
상기 균질화 열처리된 알루미늄 합금을 1차 소성 가공하여 알루미늄 합금 중간재를 형성하는 단계;
상기 알루미늄 합금 중간재를 고온시효하는 단계;
상기 고온시효한 알루미늄 합금 중간재를 용체화 열처리하는 단계; 및
상기 용체화 열처리된 알루미늄 합금 중간재를 인공시효하는 단계;를 포함하는,
Al-Mg-Si계 알루미늄 합금의 제조방법.By weight, magnesium (Mg): 0.6% to 0.8%, silicon (Si): 0.4% to 1.2%, copper (Cu): 0.1% to 0.26%, iron (Fe): more than 0% to 0.15%, manganese (Mn): 0.2% to 0.35%, Chromium (Cr): 0.1% to 0.25%, Zinc (Zn): More than 0% to 0.2%, Titanium (Ti): More than 0% to 0.1%, Vanadium (V): melting and casting an aluminum alloy containing more than 0% to 0.25%, zirconium (Zr): more than 0% to 0.1%, and the balance being aluminum (Al) and other unavoidable impurities;
homogenizing the cast aluminum alloy;
forming an aluminum alloy intermediate material by performing primary plastic working of the homogenized heat-treated aluminum alloy;
high-temperature aging the aluminum alloy intermediate material;
solution heat treatment of the high-temperature aged aluminum alloy intermediate material; and
Including; artificially aging the solution heat-treated aluminum alloy intermediate material;
A method for producing an Al-Mg-Si-based aluminum alloy. 제 12 항에 있어서,
상기 용해 및 주조하는 단계는,
합금 원소를 모합금의 형태로서 첨가하여 수행되는,
Al-Mg-Si계 알루미늄 합금의 제조방법.13. The method of claim 12,
The melting and casting step is,
carried out by adding an alloying element in the form of a master alloy,
A method for producing an Al-Mg-Si-based aluminum alloy. 제 12 항에 있어서,
상기 균질화 열처리하는 단계는,
500℃ 내지 550℃ 범위의 온도에서 3 시간 내지 30 시간 동안 수행되는,
Al-Mg-Si계 알루미늄 합금의 제조방법.13. The method of claim 12,
The homogenization heat treatment step,
carried out at a temperature ranging from 500° C. to 550° C. for 3 hours to 30 hours;
A method for producing an Al-Mg-Si-based aluminum alloy. 제 12 항에 있어서,
상기 1차 소성 가공하는 단계는,
단일 소성 가공 공정을 포함하거나 또는 다단 소성 가공 공정을 포함하는,
Al-Mg-Si계 알루미늄 합금의 제조방법.13. The method of claim 12,
The first plastic working step is,
comprising a single plastic working process or comprising a multi-stage plastic working process;
A method for producing an Al-Mg-Si-based aluminum alloy. 제 12 항에 있어서,
상기 고온시효하는 단계는,
350℃ 내지 450℃ 범위의 온도에서 1 시간 내지 10 시간 동안 수행되는,
Al-Mg-Si계 알루미늄 합금의 제조방법.13. The method of claim 12,
The high-temperature aging step includes:
carried out at a temperature ranging from 350° C. to 450° C. for 1 hour to 10 hours;
A method for producing an Al-Mg-Si-based aluminum alloy. 제 12 항에 있어서,
상기 용체화 열처리하는 단계는,
520℃ 내지 550℃ 범위의 온도에서 1 분 내지 12 시간 동안 수행되는,
Al-Mg-Si계 알루미늄 합금의 제조방법.13. The method of claim 12,
The solution heat treatment step comprises:
carried out at a temperature ranging from 520° C. to 550° C. for 1 minute to 12 hours;
A method for producing an Al-Mg-Si-based aluminum alloy. 제 12 항에 있어서,
상기 인공시효하는 단계는,
160℃ 내지 190℃ 범위의 온도에서 4 시간 내지 48 시간 동안 수행되는,
Al-Mg-Si계 알루미늄 합금의 제조방법.13. The method of claim 12,
The artificial aging step is,
carried out at a temperature ranging from 160° C. to 190° C. for 4 hours to 48 hours;
A method for producing an Al-Mg-Si-based aluminum alloy. 제 12 항에 있어서,
상기 용체화 열처리하는 단계와 상기 인공시효하는 단계 사이에,
상기 알루미늄 합금 중간재를 2차 소성 가공하는 단계;를 더 포함하는,
Al-Mg-Si계 알루미늄 합금의 제조방법.13. The method of claim 12,
Between the solution heat treatment step and the artificial aging step,
Further comprising; secondary plastic working of the aluminum alloy intermediate material;
A method for producing an Al-Mg-Si-based aluminum alloy. 제 19 항에 있어서,
상기 2차 소성 가공하는 단계는,
스트레칭 공정, 단조 공정, 및 프레스성형 공정 중 적어도 어느 하나를 포함하는,
Al-Mg-Si계 알루미늄 합금의 제조방법.20. The method of claim 19,
The secondary plastic working step is,
At least one of a stretching process, a forging process, and a press forming process,
A method for producing an Al-Mg-Si-based aluminum alloy.
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