Mg-4Sn-2Ca(TX42)합금의 열간변형 거동

전문가 제언

○ Mg합금에서 Ca의 첨가는 고온에서 안정한 금속간화합물을 형성하여 강도와 내열특성을 향상시키며, Sn의 첨가는 열간가공에서 균열의 발생을 억제하고 내식성을 향상시킨다. 내식성과 크리프 저항이 우수한 Mg-Sn-Ca계 합금으로서 TX42합금(Mg-4wt.%Sn-2wt.%Ca)과 TX52합금(Mg-5wt.%Sn-2wt.%Ca)이 보고되고 있다. 이들 합금의 특징은 응고조직에 CaMgSn상과 Mg2Ca상이 존재한다는 점이다.

 

○ Mg-Sn-Ca계 합금의 변형거동과 기계적 특성에는 응고조직 중에 생성되는 금속간화합물상이 큰 영향을 미친다. Mg-Sn-Ca계의 상평형과 응고조직에 대해서는 A. Kozlov들의 열역학 계산과 실험을 통한 상세한 연구가 보고되고 있다. 이에 의하면 Sn/Ca=1~2.5(중량비)에서 CaMgSn과 Mg2Ca, Sn/Ca=3~3.3에서 CaMgSn, Sn/Ca>5에서는 CaMgSn과 Mg2Sn이 생성된다. TX42합금(Sn/Ca=2)에 대한 본 연구의 SEM-EDX분석에서도 CaMgSn과 Mg2Ca의 존재가 확인되었다.

 

○ TX42합금의 열간변형거동을 나타내는 프로세싱 맵에 의하면 주조상태의 조직은 가공온도 400~450℃, 변형률 속도 0.004s-1~6s-1의 가공조건에서 동적재결정 조직으로 완전히 변화하여 결정립경은 주조상태의 500㎛이상에서 26㎛으로 미세화된다. 이 가공조건에서 변형률 속도 민감도( )는 0.253으로 산출되고 있다. 값이 증가하면 연신량이 증가하여 네킹이 지연된다. 즉 가공성이 개선됨을 의미한다. 열간가공과 초소성가공의 값이 각각 0.05~0.4, 0.3~0.85인 점을 고려하면 상기의 가공조건에서 TX42합금의 열간가공성은 우수한 것으로 판단된다.

 

○ TX계열의 합금에 대해서는 연세대학에서 Mg-5Sn-2Ca 합금의 주조조직과 크리프 특성에 관한 연구가 수행되었고, 최근에는 Ca, Sn을 함유하는 Mg-Al계 또는 Mg-Zn계 합금의 가공조직과 기계적 특성에 관한 연구도 발표되고 있다. Mg합금에서 Ca는 내크리프성의 향상과 결정립 미세화에 유효하지만 과다한 첨가는 주조성의 악화와 열간균열을 초래한다는 보고도 있으므로 TX계열의 합금개발에서는 이에 대한 주의가 필요하다.

저자

K. SURESH, K.P. RAO, Y.V.R.K. PRASAD, N. HORT, K.U. KAINER

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

322~328

분석자

심*동

분석물

• Mg-4Sn-2Ca(TX42)합금의 열간변형 거동.pdf [344,196 byte]

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