마그네슘 합금의 동적 변형과 파괴

전문가 제언

○ 마그네슘(Mg) 합금은 밀도가 낮고 비강도가 크기 때문에 최근 자동차 및 항공기와 같이 경량화에 의한 연비향상이 요구되는 분야와 방탄 장갑분야 등에서 주목받고 있다. 그러나 이런 용도의 Mg 합금 부품들은 고속 충돌과 같은 충격부하에 노출되기 쉽고, 또 Mg 합금이 큰 이방성의 hcp 결정구조이므로 통상적인 준정적(quasi-static) 변형속도가 아닌 높은 변형속도(~103s-1)에서의 동적(dynamic) 변형거동을 이해할 필요가 있다.

 

○ 본고의 저자들은 집합조직을 가진 다양한 결정립도의 Mg 합금들(ZK60와 AZ31B)의 고속변형 거동을 연구하여 그 결과를 문헌상에 나타난 다른 고속변형 데이터와 비교하였다. 그 결과 초미세(0.8㎛) ZK60은 작은 변형에서는 변형속도의 영향을 거의 받지 않지만, 큰 변형에서는 변형속도와 더불어 가공경화 속도가 증가함이 밝혀졌다. AZ31B의 경우에는 결정립도와 집합조직의 변화에 따라 항복강도와 가공경화 거동이 현저히 달랐고, 약간의 변형에 의해서도 지역화된 전단(shear)을 포함하는 광범위한 전단거동을 보였다. 이런 현상들은 변형쌍정의 형성 여부와 관계가 크다는 것이 밝혀졌다.

 

○ Mg 합금의 ~103s-1 수준의 상온 동적 변형거동에 대한 연구가 시작된 것은 아직 몇 년 되지 않는다. 본고에서 저자들의 연구결과와 비교된 문헌들의 수도 고작 4건에 불과하다. Mg 합금의 결정구조는 저대칭성이기 때문에 결정립을 미세화하여 기계적 성질의 이방성을 완화하고, 고속변형에서의 강도/연성을 향상시키는 방향으로 연구가 진행되고 있다. 초미세 결정립을 얻기 위해 이용되는 등통로각압출(ECAE: Equal-Channel Angular Extrusion)법이 적용되고 있다.

 

○ 국내에서는 준정적 변형 조건에서의 Mg 합금 변형거동에 대한 연구는 몇 건 있으나 높은 변형속도에서의 동적 변형거동에 대한 연구는 아직 없다. Mg 합금이 차량부품이나 방탄재료로 사용되기 시작한 것이 얼마 되지 않았기 때문에 충돌과 같은 고속변형 모드에서의 변형에 대한 연구는 외국에서도 아직 초창기에 있다. 사안의 중요성에 비추어 볼 때 국내에서의 연구도 활성화되기를 기대한다.

저자

K. Eswar Prasad, B. LI, N. Dixit, M. Shaffer, S. N. Mathaudhu, and K. T. Ramesh

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

66(2)

잡지명

JOM Journal of the Minerals, Metals and Materials Society

과학기술
표준분류

재료

페이지

291~304

분석자

심*주

분석물

• 마그네슘 합금의 동적 변형과 파괴.pdf [351,922 byte]

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