석출 경화

 금속의 열처리에는 여러가지 방법이 있다. 퀜칭(담금질)이나 어닐링 등 조직의 성질을 변화시키는 방법이 있고 플라즈마와 같은 열원을 이용하여 금속 표면을 경화 시키는 열처리 방법도 존재한다.

요즘 많이 쓰이는 알루미늄 합금은 알루미늄이 갖고 있는 가벼운 성질 덕분에 자동차는 물론 일상 생활의 많은 곳에서 경량화 용도로 쓰이고 있다. 그러나 연한 성질로 인해 열처리 작업이 반드시 뒤따라야 보다 용이하게 사용할 수 있다.

알루미늄 합금의 열처리 메커니즘은 용체화와 시효처리라는 단계를 거쳐 이루어 진다. 500℃ 전후의 온도에서 4~6hr 동안 노출시키는 용체화 처리 단계는 알루미늄 합금 내에 존재하는 합금 원소를 알루미늄 모재에 고르게 분산 시키는 작용을 한다. 영어로 solid solution 이라고 하는데 내부 용해 정도라고 생각하면 이해가 빠를 듯 하다.
 용체화 처리 뒤 그 상태로 내부를 유지하기 위해 급속 냉각, 즉 퀜칭을 시킨다. 일반적으로 수냉을 많이 사용하는데 경우에 따라서는 기름에 담그는 유냉, 혹은 상온에 그대로 노출시키는 자연 냉각을 할 때도 있다.

 합금 속에서 사이좋게 고르게 퍼진 알루미늄 모재와 합금 원소들은 시효처리를 통해 경도 및 강도가 향상되는 절차를 밟게 된다. 170~210℃ 정도의 온도에서 4~8시간 정도 노출을 시키게 되면 알루미늄 모재 속에 녹아 있던 합금 원소들이 석출 되면서 미세 석출상을 형성하게 된다. 덩어리 속에 또 다른 작은 덩어리들이 생긴다고 보면 되는데 내부에 생긴 이 작은 덩어리들이 경도 및 강도 향상에 큰 역할을 한다.

 전위(dislocation)라는 전문 용어(응?)를 쓰지 않고 간단히 풀어 쓰면 큰 덩어리 속에 생긴 무수히 많은 작은 덩어리들이 외부에서 힘이 가해졌을 때 덩어리에게 가해지는 힘을 분산시키게 되고 이는 결국 경도, 강도 향상의 원인이 된다. 순수한 알루미늄은 실생활에 유용하게 쓰기가 어렵지만 여러 합금을 섞은 뒤 적당한 크기로 성장시키면 물성이 뛰어난 재료로 탈바꿈 할 수 있게 된다. 이를 석출경화라고 한다.

비단 이런 재료 뿐만이 아닐 것이다. 순수 알루미늄이 약하듯이 획일화 된 사회는 약하다. 그것이 사상이 되었던, 생각이 되었건 간에 일방적인 '길' 을 주입하며 다른 생각을 '틀렸다' 고 생각하는 사회는 결코 성장할 수가 없다. 서로 다른 덩어리들이 모여 하나의 큰 덩어리를 형성 했을 때 보다 건강한 사회가 될 수 있다.

덧. 순수한 금은....? 젠장...