마그네슘합금 파이프의 충격에너지 흡수특성

전문가 제언

○ 연비절감이 최대의 과제가 되고 있는 자동차 산업에서는 비중이 철강의 1/4에 불과한 마그네슘을 적용하여 경량화를 달성하려는 노력이 경주되고 있다. 연비 100㎞/ℓ를 목표로 하는 Volkswagen사의 마그네슘 컨셉차가 공개된 지도 10여 년이 지났으나 Mg합금의 적용비율은 국내외를 막론하고 크게 증가하지 못하고 있다. 이의 가장 큰 원인은 강도가 취약하여 충돌안전성을 확보하기 어렵기 때문이다.

 

○ 고강도 Mg합금으로 개발되었거나 연구되고 있는 합금에는 희토류를 첨가한 Mg-RE(Gd, Nd, Ce, Y 등)합금이 있다. 최근 자동차 적용을 목적으로 개발된 Mg-Gd-Y합금은 340MPa 이상의 고강도를 나타내며, 여기에 Zn을 추가로 첨가한 Mg-Gd-Y합금은 LPSO상(Long Period Stalking Odered phase)의 도입으로 강도가 고력 알루미늄합금(C355)을 상회하는 400MPa에 달한다. 이 합금은 200℃ 정도에서도 강도가 저하하지 않아 고온에 노출되는 부품에 적용이 기대된다.

 

○ 본 분석의 인용문헌에서는 내충격성을 중시하여 충격에너지 흡수성을 평가하고 있다. Mg-Y합금의 충격에너지 흡수량은 실용합금인 AZ31합금보다 양호하며 그 차이는 그다지 크지 않지만 Mg-Y합금에서는 충격에 의한 변형에 수반하여 아결정립이 생성되어 결정립이 미세화 한다는 점이 주목된다. 이와 같은 조직변화는 쌍정계면에 응력집중을 완화하여 충격에너지의 흡수에 기여하기 때문이다. 내충격성 향상을 위한 조직제어 지침을 제공한다는 점에서 의미가 있으므로 Mg합금의 결정립 미세화를 위한 심도 있는 조직제어 연구가 필요하다.

 

○ 국내에서는 서울대, 연세대, 한양대, KIST, KIMS KAITEC 등에서 Mg합금에 관한 연구가 수행되고 있다. 합금개발에서는 강도-연성 밸런스가 우수한 성형용 합금(Mg-Al-Sn, Mg-Zn-Y, Mg-Zn-Ca 등)이 연구되고 있으나 내충격성에 관한 연구사례는 찾아보기 어렵다. 대부분의 희토류 원소(RE)는 Mg에 고용도가 크고 시효경화성을 가지므로 유럽, 미국, 일본 등에서는 RE를 활용하는 자동차 부품용 고강도 Mg합금의 연구 개발이 활발하다. 국내에서도 이 분야의 연구가 추진되길 기대한다.

저자

Tetsuya Ueda1 외

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

78(4)

잡지명

日本金屬學會誌

과학기술
표준분류

재료

페이지

142~148

분석자

심*동

분석물

• 마그네슘합금 파이프의 충격에너지 흡수특성.pdf [346,203 byte]

이미지변환중입니다.