Mg-Sm합금의 결정립미세화와 기계적성질에 영향을 주는 Al첨가 효과

전문가 제언

세계 제2차 대전이 발발한 1940년대 초반 독일에서 가장먼저 마그네슘을 차량경량화에 이용하기 시작하였으나 독일의 패전으로 Mg의 산업적 이용이 중단되었다. 지난 1990년대 자동차 배기가스에 의한 기후변화 등의 문제로 20여 년 전부터 Mg이 다시 연구계의 관심을 끌기 시작하여 경량화의 대표적 금속재료인 Mg의 가장 큰 단점 중 하나인 낮은 강도를 해결하기 위한 연구가 시작되었다.

 

○ 최근 희토류 원소(RE)가 함유된 Mg합금에 Al을 첨가하면 Al2 RE석출물이 생성되어 기지인 -Mg의 핵생성 장소로 작용하여 결정립미세화가 이루어진다는 연구결과도 있다. 이러한 연구에 힘입어 Al이 함유된 Mg합금에 Dy, Nd, Ce, La, Sc 및 Sm등의 희토류를 첨가하여 Al2 RE타입 입자를 생성시켜서 불 균질 핵생성을 유발하여 -Mg결정립 미세화를 시도하였으나 이들이 효과적인 -Mg의 핵생성장소가 아님을 알았다. 이로서 Al2RE입자의 역할에 대한 연구가 더 필요하다.

 

○ 이 분석은 Mg-Sm합금에 첨가된 Al이 결정립미세화와 기계적 성질에 주는 영향을 연구한 것이다. Mg？xSm (x = 4, 6, 8 wt.%)에 3wt.%의 Al을 첨가하면 상당한 결정립 미세화 효과를 얻는다. 그 이유는 형성된 Al2Sm입자가 Mg기지를 미세화 시키는 활성적인 핵화제(nucleant)로 작용하기 때문이다.

 

○ 결정립이 미세화 된 Mg-4Sm-3Al합금의 경우에는 Al2Sm형성으로 기지내의 Sm농도 감소로 고용강화효과가 미약해짐에 따라 YS는 감소하나 아직까지 가장 강력한 결정립 미세화제로 알려진 Zr으로 미세화 된 경우보다 더 높은 UTS와 연신율을 갖는 것으로 확인되었다.

 

○ 이 분석에서의 연구는 주로 중국과 미국에서 선도하고 있다. 국내의 Mg합금 연구는 서울대, 연세대, POSTECH, 부산대, 홍익대, 전북대, 충주대, 인하대, 재료연구소, KIST 등 여러 곳에서 수행 중이다. 희토류관련 연구는 연세대(Mg-Zn-Y)와 부산대(AZ61+Pd)에서 최근에 연구를 시작하였으나 이 분석 자료에서 다루는 Mg-Sm-Al계 합금의 결정립 미세화를 이용한 기계적 성질 개선 연구는 아직 보고되지 않고 있다.

저자

Cunlong Wang, Jichun Dai, Wencai Liu, Liang Zhang, Guohua Wu

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

620()

잡지명

Journal of Alloys and Compounds

과학기술
표준분류

재료

페이지

172~179

분석자

남*우

분석물

• Mg-Sm합금의 결정립미세화와 기계적 성질에 미치는 Al의 첨가 효과.pdf [315,550 byte]

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