다이캐스트 AZ계 마그네슘 합금의 고속 압축변형: 집합조직과 동적 변형거동

전문가 제언

○ 마그네슘(Mg)합금의 자동차 및 항공기 분야 응용에서는 두 가지 점을 주목할 필요가 있다. 첫째, 경량의 Mg합금은 연비향상과 그에 따른 환경오염 감소효과를 제공하지만, 상온 성형성이 나빠 가단합금보다는 다이캐스트 제품이 주류를 이룬다. 들째, 자동차와 항공기 분야에서는 Mg합금 부품이 고속충돌과 같은 충격부하에 노출되기 쉽다. 따라서 Mg합금의 응용 확대를 위해서는 압축성 충격부하 조건(1000~1400s-1)에서 다이캐스트 Mg합금의 변형거동을 이해할 필요가 있다.

 

○ 본 연구에서는 다이캐스트 AZ31, AZ61, AZ91 합금을 대상으로 SHPB(Split Hopkinson Pressure Bar) 충격시험을 수행하였다. SHPB는 시편을 입력봉과 출력봉 사이에 끼워 넣고, 입력봉을 탄환으로 때려 시편의 변형을 측정하는 것이다. 충격부하에 의해 주로 신장쌍정의 생성(extension twinning)에 기인하는 (0002) 집합조직이 발달하는 것이 관찰되었고, 그 발달 정도는 AZ31>AZ61>AZ91의 순서로 나타났다. Al농도가 커지면 -Mg17Al12상의 부피분율이 커져 쌍정생성/성장과 집합조직의 발달이 약해진다. 이 쌍정생성과 취성이 큰 상 입자들이 합금의 가공경화를 일으킨다.

 

○ 해외에서도 Mg 합금의 ~1000s-1 수준의 상온 동적 변형거동에 대한 연구가 시작된 것은 아직 몇 년 되지 않아 연구 실적이 별로 없다. 최근의 대표적인 연구사례로 역시 SHPB 충격시험에 의해 고속변형 조건에서의 ZK60과 AZ31B 합금의 점소성(viscoplastic) 거동의 메커니즘, 결정립도, 초기 집합조직과 부하과정에서의 집합조직의 진화, 합금조성 등의 역할을 조사한 것이 있다.

 

○ 국내에서는 준정적 변형 조건에서의 Mg합금 변형거동에 대한 연구는 약간 있으나 고속변형 조건에서의 동적 기계적 변형거동에 대한 연구는 아직 없다. Mg합금이 자동차나 항공기의 부품으로 사용되기 시작한 것이 얼마 되지 않았기 때문에 전술한 바와 같이 외국에서도 충돌과 같은 충격부하 조건에서의 변형 연구는 아직 드물다. Mg합금의 차량 응용은 매우 중요하므로 이 분야의 국내 연구도 활성화될 필요가 있다.

저자

H. Asgari, J.A. Szpunar, A.G. Odeshi

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

61()

잡지명

Materials & Design

과학기술
표준분류

재료

페이지

26~34

분석자

심*주

분석물

• 다이캐스트 AZ계 마그네슘 합금의 고속 압축변형 집합조직과 동적 변형거동.pdf [197,879 byte]

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