The Journal of
the Korean Journal of Metals and Materials

The Journal of
the Korean Journal of Metals and Materials

Monthly
  • pISSN : 1738-8228
  • eISSN : 2288-8241

Editorial Office


  1. 국립창원대학교 재료금속공학과 (Department of Materials Science and Metallurgy, Changwon National University, Changwondeahak-ro 20, Changwon 51140, Republic of Korea)
  2. LG전자 생산기술원 (LG Electronics, LG-ro 222, Pyeongtaek, 17709, Republic of Korea)



UNS A94045, Localised corrosion, Immersion, Chloride ion

1. 서 론

브레이징 접합은 경량 구조를 비교적 높은 생산성으로 구현할 수 있어 자동차 및 공조 분야를 포함한 다양한 산업 부품에 널리 쓰인다. 이 공정에서는 Al–Si계 합금이 브레이징 온도에서 먼저 용융되어 흘러가며 접합부를 형성하는데, UNS A94045는 Si 함량이 높아 용융 온도 범위가 낮고 유동성이 확보된다는 점에서 대표적인 브레이징용 합금으로 사용되어 왔다[1- 4]. 산업적 적용에서는 브레이징 후에도 이러한 Al–Si계 합금이 외부 환경에 노출되는 표면으로 존재하는 경우가 많아, 부품의 장기 신뢰성은 해당 합금의 국부 부식 저항성과 밀접하게 연관될 수 있다. 한편 실제 운용 조건에서는 해수 비말이나 제설염 등에 의해 염화물이 반복적으로 유입될 수 있으며, 이를 단기간에 재현하기 위해 산성화 합성 해수 시험(Sea Water Acetic Acid Test; SWAAT)[5, 6]과 같은 가속 평가가 활용된다. 이처럼 산성 조건과 염화물 조건이 결합되면 국부 부식이 주요 열화 양상으로 나타날 수 있고, 초기 손상이 성장하면서 누설과 같은 기능적 고장으로 연결될 수 있다.

Al–Si계 합금의 국부 부식 거동은 미세조직의 구성과 배열에 의해 크게 좌우되는 것으로 알려져 있다[1- 3, 7, 8]. 일반적인 Al–Si계 합금은 초정(primary phase) α-Al 기지와 α-Al 및 Si로 이루어진 공정(eutectic) 조직으로 구성되며, 두 상은 부식 환경에서 서로 다른 전기화학적 거동을 나타낸다. 특히 Si 상은 α-Al 기지에 비해 상대적으로 귀한 거동을 보이는 경향이 보고되어 왔으며[7], 염화물 수용액과 같이 부동태 피막이 국부적으로 약화될 수 있는 조건에서는 α-Al/Si 계면 또는 공정 영역에서 미세 갈바닉 쌍이 국부 부식 개시와 연결된다는 보고가 있다[3]. 최근에는 주사 켈빈 프로브 힘 현미경(Scanning Kelvin Probe Force Microscopy, SKPFM)으로 측정한 접촉 전위 대비를 이용하여 Al–Si계 합금의 상별 귀·활성 경향을 비교하고 미세 갈바닉 효과를 보고한 연구가 있다[9, 10]. 이들 연구에서 공정 Si 또는 Fe계 금속간화합물은 α-Al 기지보다 상대적으로 높은 접촉 전위 값을 나타내어 상대적으로 음극으로 작용할 가능성이 큰 것으로 해석하였다. 다만 대부분의 보고는 공정 Si(또는 금속간화합물)와 α-Al 기지 사이의 이원적 전위 대비에 초점을 두었다. 동일한 α-Al 내에서 초정 α-Al과 공정 α-Al을 구분하여 국부 부식 개시 위치를 제시한 사례는 많지 않았다. 국부 부식이 개시된 이후, 전파 양상 역시 미세조직 특성에 의해 영향을 받는다. 예를 들어 공정 Si가 연속적인 네트워크 형태로 분포하는 경우, 국부 부식은 공정 영역을 따라 성장하거나 인접한 국부 부식 지역들이 합체하면서 국부 부식 영역이 확장되는 양상이 확인된다[8]. 즉, Al–Si계 브레이징용 합금의 국부 부식 거동을 파악하기 위해서는 미세조직에 의한 국부 부식의 구동력뿐 아니라, 개시 단계와 이후 전파 단계를 구분하여 해석하는 관점이 필요하다.

Al–Si계 합금에서 미세조직에 기반한 국부 부식 해석 틀은 정리되어 왔다[1- 3, 7, 8]. 그러나 기존 연구에서는 특정 노출 시간에서의 표면 관찰, 분극 거동, 질량 변화 등 제한된 지표가 제시되는 경우가 많아, 특히 산성염화물 조건에서 침지 시간 변화에 따른 국부 부식 지표를 동일한 기준으로 정량화하고 시간 순서로 비교할 수 있는 자료는 제한적이었다. 또한 미세조직에 따른 국부 표면 특성과 국부 부식이 우선적으로 관찰되는 위치를 함께 제시하여 개시 지점의 근거를 정리한 사례도 제한적이었다. 이에 브레이징용 Al–Si계 합금으로 널리 사용되는 UNS A94045를 대상으로, 산성 염화물 조건에서의 시간 의존 국부 부식 거동을 정량 지표로 정리하고 개시 지점의 근거를 함께 제시할 필요가 있다.

본 연구에서는 미세조직 변수를 명확히 정의할 수 있는 기준 조건으로서 UNS A94045를 대상으로, 산성화 합성 해수 기반 염화물 조건에서 침지 시간에 따른 국부 부식 거동을 평가하였다. 브레이징 공정을 거친 시편은 재용융–응고에 따른 공정 Si의 형태 변화 및 합금 원소 확산이 동시에 작용하여 미세조직과 국부 부식 거동의 관계를 단일 변수로 분리하기 어렵다. 본 연구는 모재 미세조직과 국부 부식 개시의 관계를 지표로 제시하는 데 초점을 두었다. 특히, 침지 시간을 달리한 뒤 각 시점에서 시편을 회수하여 표면 형상과 미세조직 변화를 순차적으로 관찰하였다. 또한 3차원 표면 형상 분석을 바탕으로 국부 부식 깊이 및 면적 관련 지표를 동일한 기준으로 정량화하여 침지 시간에 따른 변화를 정리하였다. 아울러 미세조직 수준에서의 국부 표면 특성 분포를 측정하고, 초기 국부 부식이 우선적으로 관찰되는 위치와 함께 제시하여 개시 지점에 대한 근거를 마련하였다.

2. 실험 방법

본 연구에 사용한 시편은 UNS A94045이고 중량 백분율 기준으로 Si 10.0, Fe 0.8, Cu 0.3, Mn 0.05, Zn 0.1, Al 잔량의 성분을 가진다. 약 0.5 × 0.5 mm2 크기로 제작된 시편 표면은 SiC 연마지로 #3000까지 연마한 뒤, 0.25 μm 다이아몬드 현탁액으로 경면 연마하였다. 경면 연마 시편은 주사전자 현미경 (JSM-6700F, JEOL)으로 이차 전자상을 얻었으며 에너지 분산형 분광기 (Energy Dispersive Spectroscopy, EDS)를 활용하여 원소를 분석하였다.

준비된 UNS A94045 시편의 뒷면에 구리선으로 땜하고 아크릴계 수지에 함침하여 전기화학 실험용 작업 전극을 제작하였다. 전기화학적 동전위 분극 실험은 삼전극계 전기화학 시스템을 사용하였다. 작업 전극은 UNS A94045을 사용하였고 상대 전극은 백금선, 기준 전극은 포화 KCl 용액에 담긴 은/염화은 전극 (Silver/Silver chloride in sat. KCl; SSE)을 사용하였다. 세 전극을 전위차계 (SP-200, Bio-Logic)에 연결한 뒤, 상온의 SWAAT 용액 (1.0 wt% CH3COOH + 4.2 wt% NaCl)에서 동전위 분극 실험을 진행하였다. 작업 전극을 약 600 초간 자연 침지하여 개방회로 전극 전위(Open Circuit Potential, OCP)를 측정하였다. 이후 OCP보다 0.10 V 음의 방향에 위치한 전위에서 시작하여 양극 방향으로 1 mV·s⁻¹의 주사 속도로 분극을 진행하였으며, 전류 밀도가 10 mA·cm⁻²에 도달하는 시점에서 음의 전위 방향으로 주사하였다.

침지 시험을 위해 준비된 약 0.5 × 0.5 mm2 크기의 UNS A94045 시편을 아크릴계 레진에 함침하여 고정한 뒤, 노출 면만 경면 연마하여 표면을 준비하였다. 준비된 시편은 SWAAT 용액에 침지하였으며, 침지 시간은 0, 24, 48, 72, 169 h로 설정하였다. 각 시간에 도달하면 시편을 용액에서 꺼내어 물로만 세척한 뒤 표면 형상을 3차원 표면 형상 측정기 (Profilm3D, KLA)로 분석하였다. 시편의 침지 시간이 증가함에 따른 국부 부식 거동을 연속적으로 관찰하고 그 표면에서의 국부 부식 지표를 얻었다. 모든 시험은 3개 이상의 유효한 반복 결과를 확보하였으며, 이를 통해 재현성을 확인하였다.

국부 전위 분포 측정은 원자힘현미경(AFM, XE-100; Park Systems)을 이용하였다. 표면 형상은 AFM 모드에서 획득하였고, 동일 영역에서 SKPFM 측정을 수행하여 접촉 전위차(contact potential difference, CPD) 신호를 얻었다. SKPFM 측정은 2회 주사 방식으로 진행하였으며, 1차 주사에서 형상 정보를 획득한 뒤 2차 주사에서 설정된 리프트 높이에서 전기적 상호작용 신호를 측정하였다. 탐침은 MULTI75-G를 사용하였고, 제조사 사양 기준 선단 반경은 10 nm 이하, 공진 주파수는 약 75 kHz 수준이다. 측정은 30 × 30 μm2 영역에서 수행하였으며, 주사 속도는 0.1 Hz로 설정하였다. 또한 CPD 값은 최소 3개의 시편에서 획득하였고, 미세조직 내 여러 상에 대해 구분하여 CPD 값을 산출한 뒤 통계적으로 정리하였다.

3. 결과 및 고찰

그림 1은 UNS A94045의 광학현미경 사진이다. 사진에서는 수지상 형태로 분포하는 영역과, 수지상 사이 공간을 따라 미세한 형태로 분포하는 영역이 함께 나타난다. 수지상 형태의 영역은 약 20 μm 수준의 폭으로 분포하며, 수지상 사이 공간에는 두 가지 대비의 미세 상이 교차로 존재한다. 이 미세 영역에서는 약 2 μm 수준의 검은색 상과 흰색 상이 반복적으로 배열된 형태가 확인되며, 이러한 배열은 수지상 사이 공간을 따라 연속적으로 연결되어 나타난다.

그림 2그림 1에서 확인된 두 영역에 대해 SEM 이차전자상(SE)과 EDS 원소 맵핑 결과를 제시한 것이다. Al 신호는 수지상 형태의 영역에서 높게 나타나며, 수지상 사이 공간에서도 SE 영상에서 흰색으로 나타나는 부분에서 상대적으로 높게 분포한다. 반대로 Si 신호는 수지상 사이 공간에서 SE 영상에서 검은색으로 나타나는 부분과 대응하여 높게 분포한다. 이 결과를 바탕으로 수지상 형태의 영역은 초정 α-Al로, 수지상 사이 공간의 미세 영역은 α-Al과 Si가 교차로 분포하는 공정(α-Al+Si) 조직으로 해석된다. 한편 Mn 및 Fe의 원소 맵핑에서는 배경 수준의 균일한 분포만 확인되었으며, 동일 시편에 대한 고배율 SEM–EDS 분석에서도 국부 농축 입자는 검출되지 않았다. 본 합금의 Mn(0.05 wt.%)과 Fe(0.8 wt.%) 함량 수준에서는 Al–(Fe,Mn)–Si계 금속간화합물이 형성될 수 있으나, 입자의 부피 분율과 크기가 본 SEM–EDS 검출 한계 이하인 경우 분리 검출이 어려운 것으로 판단된다.

Fig. 1. Optical microscopic image of the UNS A94045 surface.

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Fig. 2. SEM secondary-electron images and corresponding EDS elemental maps of UNS A94045 surface.

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그림 3은 SWAAT 용액에서 UNS A94045의 동전위 분극 거동을 나타낸다. 부식전위(Ecorr)는 −0.930 ± 0.003 VSSE에서 형성되었다. 이때 10 mA cm−2에 도달할 때의 과전압은 약 0.073 ± 0.003 V로 확인되었고, 해당 전위 구간에서 전위–전류 관계는 하나의 직선형 Tafel 구간이라기보다는 전위 구간에 따라 기울기가 변하는 형태로 나타났다. Al의 양극 반응이 Butler–Volmer 활성화 지배 조건이며 n = 3, α = 0.5로 가정하면 이론적 양극 Tafel 기울기는 약 39 mV decade−1가 된다. 그러나 그림 3의 분극 곡선에서는 10 mA cm−2 수준의 전류가 100 mV 미만의 과전압 범위에서 나타나고, 동시에 기울기 변화가 동반되므로 Faraday 반응에 의한 Tafel 거동(활성화 분극 거동)으로 분극 특성을 해석하기 어렵다. 이는 본 조건에서의 양극 반응이 단일 율속 단계로 지배되지 않음을 의미하며, 분극 곡선의 거시적 거동으로부터 단일 활성화 분극 모델로 환원되지 않는 복합적 거동임을 확인할 수 있다. 따라서, 본 분극 곡선은 Tafel 해석을 통한 속도론 파라미터 도출보다는, SWAAT 용액에서 나타나는 비평형 양극 반응의 거시적 분극 특성을 확인하는 자료로 제시하였다.

또한 UNS A94045의 부식전위는 순 Al의 산성화 염화물 조건에서 보고된 값(약 −1.01 VSSE)[11]과 차이가 있으며, 이는 초정 α-Al상과 공정(α-Al+Si)상이 공존하는 미세조직에서 양극 및 음극 반응의 기여가 함께 반영되어 혼합 전위가 형성되는 특성과 관련된다.

그림 4는 SWAAT 용액에 침지한 UNS A94045 시편에서 침지 시간에 따른 국부 부식 깊이 지표의 변화를 정리한 결과이다. 3차원 표면 형상 분석을 통해 각 침지 시간에서 국부 부식의 최대 깊이(maximum depth), 평균 깊이(average depth), 그리고 최대 깊이를 평균 깊이로 나눈 비(maximum/average depth ratio)를 산출하였다.

최대 깊이는 침지 시간 증가에 따라 전반적으로 증가하는 경향을 보였다. 24 h 시편에서는 최대 깊이가 수 μm 수준으로 제한되었으나, 48 h 및 72 h로 침지 시간이 증가함에 따라 최대 깊이의 평균값과 산포가 함께 증가하였다. 특히 169 h 시편에서는 최대 깊이가 수십 μm 이상으로 크게 증가하였고, 시편 간 편차도 상대적으로 크게 나타났다. 이는 침지 시간이 길어질수록 일부 국부 부식 영역에서 깊이 방향 성장이 선택적으로 진행됨을 의미한다.

평균 깊이 역시 침지 시간 증가에 따라 점진적으로 증가하였다. 다만 평균 깊이의 증가 폭은 최대 깊이에 비해 상대적으로 완만하였으며, 24 h에서 169 h까지 침지 시간이 증가함에 따라 수 μm 수준에서 점진적인 증가 양상을 보였다.

최대 깊이와 평균 깊이의 비는 침지 시간에 따라 뚜렷한 증가 경향을 보였다. 24 h 조건에서는 해당 비가 약 2.6 수준으로 나타났으나, 침지 시간이 증가함에 따라 점차 증가하여 169 h에서는 약 11.0으로 크게 증가하였다. 이는 침지 초기에는 비교적 균일한 얕은 국부 부식이 분포하는 반면, 침지 시간이 증가함에 따라 일부 국부 부식 영역에서 깊이 방향 성장이 상대적으로 우세해지면서 국부 부식의 불균일성이 커짐을 의미한다.

Fig. 3. Potentiodynamic polarisation curve of UNS A94045 measured in 1.0 wt.% CH3COOH and 4.2 wt.% NaCl solution at room temperature.

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Fig. 4. Time-dependent changes in localised corrosion depth indices of UNS A94045 during immersion in an acidified chloride solution: maximum depth, average depth, and maximum-to-average depth ratio.

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그림 5는 SWAAT 용액에 침지한 UNS A94045 시편을 각 시간(24, 48, 72, 169 h)에서 회수한 뒤 촬영한 광학현미경 이미지를 정리한 것이다. 침지 24 h 시편에서는 공정(α-Al+Si) 조직이 분포하는 수지상 간 영역에서 국부 부식이 발생하였고, 초정 α-Al 영역에서는 뚜렷한 국부 부식 흔적이 확인되지 않았다. 침지 시간이 48 h 및 72 h로 증가하면 국부 부식은 주로 수지상 간 공정 조직을 따라 나타났으며, 공정 영역 내부에서도 국부 부식이 집중되는 구역이 점차 뚜렷해졌다. 169 h에서도 국부 부식은 공정 조직이 분포하는 수지상 간 영역을 중심으로 나타나고, 일부 구역에서는 국부 부식 자국이 서로 이어지면서 공정 영역을 따라 연속적인 형태로 관찰되었다. 반면 침지 시간이 증가하는 동안에도 초정 α-Al 영역에서 국부 부식이 넓은 면적으로 전파되는 양상은 뚜렷하지 않았다.

그림 6은 SWAAT 용액에 169 h 동안 침지한 UNS A94045 시편의 단면을 광학현미경으로 관찰한 결과이다. 단면에서는 표면에 인접한 공정(α-Al+Si) 조직 영역에서 공정 α-Al이 선택적으로 손실되고, 망상 구조의 공정 Si는 표면 인근에 잔존하여 골격 형태로 남아 있는 양상이 확인되었다. 잔존한 공정 Si는 부식 진행면을 따라 상대적으로 돌출된 분포로 나타났으며, 인접한 공정 α-Al 영역은 깊이 방향으로 우선적으로 손실되었다. 반면 초정 α-Al 영역은 단면에서 비교적 평탄한 형상으로 유지되었고, 공정 영역과 비교하여 전파가 제한적으로 나타났다. 이러한 단면 관찰 결과는 침지 시간에 따른 깊이 증가가 공정 영역 내부의 공정 α-Al에서 우선적으로 진행됨을 보여준다.

Fig. 5. Optical microscopic images of the UNS A94045 surface after immersion in an acidified chloride solution for 24, 48, 72, and 169 h.

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Fig. 6. Cross-sectional optical microscopic image of the UNS A94045 after immersion in an acidified chloride solution for 169 h.

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그림 7은 UNS A94045 표면에서 30 × 30 μm2 영역을 대상으로 얻은 형상(높이)와 CPD 맵을 제시하고, 미세조직의 조성 구분을 위해 별도로 획득한 대표적인 SEM–EDS 맵핑 결과를 함께 정리한 것이다. 형상 맵에서는 수지상 형태의 α-Al 영역과 수지상 간 공정 조직이 맞닿는 구역에서 높이 차가 나타났으며, 높이 변화는 ±0.16 μm 범위 내에서 확인되었다. 높이 차는 α-Al과 공정(α-Al+Si) 조직의 기계적 특성 차이에 따른 연마 차이로 해석하였다. 또한 공진 주파수 약 75 kHz 부근에서 구동되는 AFM으로 1차 주사에서 형상을 추적한 뒤, 2차 주사에서는 리프트 모드로 설정된 리프트 높이를 유지한 상태에서 CPD를 측정하였으므로, 이 단차는 상별 CPD 값의 대비를 얻는 데 영향을 주지 않는다고 판단하였다.

EDS 맵핑에서는 Al과 Si의 분포가 서로 다른 영역으로 구분되어 나타났고, CPD 맵에서도 미세조직 구성 요소에 따라 CPD 값이 달라지는 양상이 확인되었다. Al 맵에서는 수지상 형태의 α-Al 영역과 공정 α-Al 영역에서 Al 분포가 높게 나타났으며, Si 맵에서는 수지상 간 공정 영역 중 Si 상에 해당하는 위치에서 Si 분포가 높게 나타났다. CPD 맵에서도 공정 Si에 해당하는 위치에서 CPD가 큰 값으로 나타났고, α-Al 및 공정 α-Al 영역에서는 이에 비해 CPD가 작은 값으로 나타났다. SKPFM에서 얻은 CPD 값은 공기 중에서 측정된 탐침–시편 간 접촉 전위차로, 절대 전위를 의미하기보다 상 간 상대적인 Volta 전위 차이를 비교하기 위한 지표로 사용하였다[11- 16]. 대기 노출 조건에서 Al 및 Si 표면에는 자연 산화막이 형성될 수 있으며, 이는 측정되는 CPD 값에 영향을 줄 수 있다. 본 연구에서는 이러한 영향을 최소화하기 위해 모든 시편을 경면 연마 완료 직후 즉시 SKPFM 측정을 수행하였다. 또한 동일한 대기 조건 및 동일 시점에서 측정된 두 상의 CPD를 비교하므로, 자연 산화막의 기여는 두 상에 공통적으로 반영되어 상 간 상대적 CPD 차이의 해석에 미치는 영향은 제한적이라고 판단된다.

그림 8은 CPD 값을 상별로 분류하여 통계적으로 정리한 결과이다. 공정 Si의 CPD 중앙값은 약 +114 mV, 초정 α-Al은 약 −59 mV, 공정 α-Al은 약 −38 mV이다. 공정 α-Al은 초정 α-Al과 같은 부호 범위에서 나타났으나, 중앙값 기준으로 약 20 mV 정도 차이가 확인되었다(공정 α-Al이 더 양의 방향). 결과적으로 공정 Si와 초정 α-Al 및 공정 α-Al 사이에는 약 150 mV 내외의 CPD 차가 형성되었으며, 이는 동일 표면에서 공정 Si가 상대적으로 큰 CPD를 갖는 상으로 존재함을 의미한다. 이러한 상별 CPD 대비는 전기적으로 연결된 미세조직 내부에서 미세 갈바닉 쌍이 형성될 때 공정 Si가 상대적으로 음극 역할을 담당할 가능성을 시사한다[13]. 다만 SKPFM에서 얻은 CPD값은 대기 중에서 측정된 상 간 상대 지표이므로 수용액 내 부식 전위로 직접 환산되지는 않으며, 본 해석은 침지 시험에서 관찰된 국부 부식 개시 위치 및 양상(그림 5, 6)과 연결될 때 의미를 가진다.

Fig. 7. SKPFM contact potential difference (CPD) maps of the UNS A94045 surface, together with representative SEM–EDS elemental maps for phase identification.

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Fig. 8. Statistical comparison of contact potential difference (CPD) values measured by SKPFM for the microstructural constituents of UNS A94045.

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본 연구에서 확인된 공정 Si와 α-Al(초정 및 공정) 사이의 약 150 mV 수준의 CPD 차는 SKPFM으로 Al–Si계 합금을 분석한 최근 보고와 동일한 부호 관계를 보인다. 예를 들어 Al10Si 합금에서 공정상과 α-Al 기지 사이의 CPD 차는 약 200 mV로 보고되었다[9]. 다만 본 합금은 Fe(0.8 wt.%)와 Mn(0.05 wt.%) 함량이 기존 보고 보다 낮고 SEM–EDS 검출 한계 이하에서 금속간 화합물이 분리 검출되지 않았다. 따라서 상별 CPD 대비는 Fe계 금속간 화합물보다 공정 Si와 공정 α-Al 사이의 차이에 의해 주도되는 것으로 판단되며, 이 점은 Fe계 금속간 화합물을 주된 음극으로 제시한 해석과 구분된다[10].

UNS A94045의 국부 부식은 침지 초기부터 공정(α-Al+Si) 조직이 분포하는 수지상 간 영역에서 우선적으로 개시된다. 공정 Si는 초정 α-Al 및 공정 α-Al에 비해 높은 CPD를 보였으며, 이는 공정 조직 내부에서 상 간 전위 대비가 형성되어 있음을 나타낸다. 이러한 조건에서 국부 부식은 공정 Si 자체보다 전기적으로 연결된 공정 α-Al에서 먼저 나타났고, 공정 조직이 수지상 간 영역을 따라 연속적으로 분포한다는 점은 국부 부식이 해당 영역을 따라 전파되는 양상과 관련되는 것으로 해석된다.

침지 시간이 증가함에 따라 국부 부식 영역의 최대 깊이와 평균 깊이는 모두 증가하였으나, 최대 깊이의 증가가 평균 깊이에 비해 상대적으로 크게 나타났고 최대 깊이/평균 깊이 비도 현저히 증가하였다. 이는 시간 경과에 따라 국부 부식이 표면 전체에서 비슷한 속도로 진행되기보다는, 공정 영역 내 일부 위치에서 깊이 증가가 더 두드러지게 나타나는 경향이 있음을 의미한다.

따라서 UNS A94045의 국부 부식 거동은 공정 조직이 분포하는 수지상 간 영역의 공정 α-Al에서 우선적으로 발생하며, 침지 시간이 길어질수록 일부 공정 α-Al 영역에서 깊이 증가가 상대적으로 크게 나타나는 특징으로 정리할 수 있다. 본 연구에서 제시한 침지 시간 기반 국부 부식 지표와 CPD 값에 기반한 국부 부식 거동 해석은 브레이징용 Al–Si계 합금에서 국부 부식이 먼저 발생할 수 있는 미세조직 영역을 식별하고, 장기 노출 조건에서의 손상 진전을 평가하는 데 활용 가능한 근거를 제공한다.

4. 결 론

본 연구에서는 SWAAT 용액에서 UNS A94045의 국부 부식 거동을 확인하였다. 국부 부식은 침지 초기부터 공정(α-Al+Si) 조직이 분포하는 수지상 간 영역에서 우선적으로 개시되었다. 3차원 표면 형상 분석 결과, 침지 시간이 증가함에 따라 최대 깊이와 평균 깊이는 모두 증가하였고, 최대 깊이/평균 깊이 비의 증가를 통해 일부 위치에서 국부 부식의 깊이 증가가 두드러지는 시간 의존 특성이 확인되었다. SKPFM 측정에서는 공정 Si의 CPD값이 α-Al(초정 및 공정 α-Al)보다 높게 나타나 공정 조직 내부의 상 간 접촉 전위차가 확인되었으며, 국부 부식은 공정 Si 자체보다 전기적으로 연결된 공정 α-Al 인접부에서 우선적으로 개시되는 것으로 판단되었다. 본 결과는 산성 염화물 조건에서 브레이징용 Al–Si계 합금의 국부 부식이 우선적으로 개시되는 미세조직을 식별하고, 침지 시간에 따른 국부 부식의 전파 양상을 정량 지표로 평가하는 데 활용 가능한 근거를 제시한다.

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