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AZ61 Mg합금의 피로균열성장 거동에 미치는 습도와 수소취성의 영향

전문가 제언: ○ 비중이 1.74로 기존의 구조용 재료 중 제일 경량인 마그네슘은 여러 형태의 화합물로 자연에 풍부하게 존재한다. Mg의 주 광물은 돌로마이트(백운석), 마그네사이트와 카널라이트(광로석) 등이며 또한 해수 중에 염화마그네슘으로 존재하며 그 양이 거의 무한대이다.

○ 이렇게 풍부한 Mg의 실용화를 위한 합금 제조에 사용되는 첨가원소는 주로 Al, Mn, Zn, Zr, Li 및 희토류 등이다. 이들 합금원소를 이용하여 제조된 Mg합금은 최근에 각광을 받는 혁신적인 경량 구조용 재료로 인정받고 있다. 새로운 용도의 구조용으로 사용하기 위하여 새로운 합금과 복합재료가 개발되어 기계적 특성이 개선되고 있다. 그러나 Mg 자체가 화학적으로 불안정하기 때문에 이 합금도 내식성이 약하다는 문제점이 있어서 이를 해결하기 위한 연구가 오랫동안 수행되었다.

○ 이러한 노력의 결과 최근에는 Mg의 부식을 어느 정도 피할 수 있게 되었다. 즉, 내식성을 갖게 하는 최적의 합금원소의 선택과 코팅을 이용하여 부식을 피해가는 방안 등이다. 이러한 연구의 결과 Mg합금의 내식성이 보통의 환경조건에서는 연강의 내식성과 유사한 정도까지 개선되었다. Mg합금의 부식과 관련된 주요 현상은 국부적 공식으로 알려지고 있으며 SCC, 피로부식 및 침식부식이 국부적 부식의 주원인으로 간주되고 있다.

○ 이 분석의 주재료인 AZ61을 포함한 여러 종류의 Mg합금의 경우 피로균열전파속도(da/dN)가 10-4mm/cycles보다 빠른 경우 da/dN은 피로응력주기와 시료의 열처리상태에 크게 의존하는 것으로 알려지고 있다. 예전의 Mg합금 피로균열전파시험은 주로 공기 중에서 실시되었는데 Mg합금은 Ti또는 Al합금에 비하여 내식성이 약하기 때문에 부식 분위기에서의 피로현상의 이해가 매우 절실하다.

○ Mg합금의 국내 연구현황을 보면 몇 년 전까지 한양대에서 부식연구와 서울대에서 피로 연구를 실시하였으나 부식조건에서의 피로 연구는 보고된 바 없다. 우리나라 산업이 날로 발전함에 따라 Mg합금의 용도가 증가하는 추세에 맞게 피로-부식 연구의 활성화가 필요하다.

저자: Y. Uematsu, T. Kakiuchi, M. Nakajima, Y. Nakamura, S. Miyazaki, H.i Makino
자료유형: 니즈학술정보