AZ31/AZ61 마그네슘 합금의 열간압연 변형거동

전문가 제언

○ HCP 결정구조의 마그네슘은 슬립시스템의 수가 적어 상온 성형가공성이 매우 불량하다. 따라서 마그네슘 제품은 주로 다이캐스팅 방식으로 생산되고, 가공용 합금(wrought alloy)이 차지하는 비율은 5% 미만이다. 이 한계를 극복하기 위해 합금의 다양한 가공열처리에 의해 우수한 기계적 성질의 미세조직을 형성하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 대표적인 가공용 마그네슘 합금인 AZ31과 AZ61 압연재의 열간인장 시험과 미세조직 관찰을 통해 합금의 연성 향상과 그 메커니즘의 규명을 시도한다.

 

○ AZ31과 AZ61은 Mg-Al-Zn-Mn 합금으로서 주요 차이점은 Al 함량(3 : 6)이며, 주로 압연, 압출, 단조재로 사용된다. Al 함량의 차이 때문에 연성거동이 약간 다르지만, 둘 모두 450℃에서 낮은 변형속도(10-4~10-3s-1)로 인장할 경우 초소성 거동을 보인다. 최고 연신율은 350℃에서 압연하고 450℃에서 인장한 경우 AZ61이 보인 321%이었다. 이 합금은 산업계에서 고속변형으로 간주하는 10-2s-1에서도 290%의 연신율을 보여 실용 가능성이 크다. 또 이 합금의 열간변형의 지배적 메커니즘은 전위이동(dislocation glide)에 의한 크리프로 밝혀졌다.

 

○ 최근 환경문제의 대두와 더불어 마그네슘이 다시 주목받으면서 가공용 마그네슘 합금에 대한 흥미도 재연되고 있다. ZK시리즈, AZ시리즈, ZE시리즈, MA시리즈 등 기존의 가공용 합금들 외에 새로운 미세조직의 합금을 개발하여 연성과 강도를 증가시키고 기계적 이방성을 감소시키려는 연구가 진행되고 있다. 그와 더불어 트윈롤주조, 정수압압출, 등통로각압출 등의 가공공정을 마그네슘 합금에 적용하여 변형속도를 증가시키거나 2㎛ 수준의 초미세 결정립을 얻으려는 노력도 병행되고 있다.

 

○ 2000년 이후 국내의 가공용 마그네슘 신합금의 개발 및 가공공정 개선에 대한 연구는 여러 연구소와 대학을 중심으로 비교적 활발히 진행되고 있다. 그 중에는 최근 주목받고 있는 자동차 부품에 대한 연구도 포함되어 있다. 그러나 이 분야 연구에서 국내 마그네슘 관련업체들과의 본격적인 산학연 협력이 이루어지지 못하고 있는 점은 개선할 필요가 있다.

저자

M. L. Olguin-Gonzalez, D. Hernandez-Silva, M. A. Garcia-Bernal, V. M. Sauce-Rangel

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

597()

잡지명

Materials Science And Engineering: A

과학기술
표준분류

재료

페이지

82~88

분석자

심*주

분석물

• AZ31,AZ61 마그네슘 합금의 열간압연 변형거동.pdf [315,596 byte]

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