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AZ31B 스트립캐스팅 판재의 미세조직과 기계적 특성에 미치는 결정립미세화 효과와 주조두께의 영향

전문가 제언: ○ Mg합금은 상온가공이 용이한 슬립 면이 제한되는데다 가공 시에 집합조직이 형성되어 기계적 특성의 이방성이 생기기 때문에 수요가 증대하고 있는 부품 성형용 전신재나 프레스 성형품의 제조에는 충분히 대응하지 못하고 있는 실정이다. 현재 성형용 Mg합금 박판재는 슬라브 압연이나 압출 또는 연속주조법에 의해 후판재를 제조한 후 열간압연⇒온간압연⇒냉간압연의 공정을 거쳐 제조되는데 가공도의 한계 때문에 수많은 반복 압연이 필요하므로 많은 공정비용이 소요된다.

○ 압연공정을 생략하거나 대폭적으로 단축시키는 박판재의 제조 기술로서 스트립캐스팅법(strip casting)이 있다. 이의 대표적인 방법으로 대향하여 회전하는 두 개의 롤 사이로 용탕을 주입하여 응고시키는 쌍롤법, 강으로 된 이동 벨트 위에 주조하여 응고시키는 싱글 벨트법, 상, 하의 벨트 사이에 주입하여 응고시키는 트윈 벨트법이 있다. 이들 방법은 원래 박강판의 제조법으로 개발된 기술이지만 융점이 낮은 Al이나 Mg에 적용이 용이하여 강에 앞서 실용기술로 발전하였다.

○ 본 연구에서는 직접 스트립캐스팅(DSC) 싱글 벨트법으로 제조한 박판재의 결정립미세화에 대한 C, AlTi5B1, AlSr, SiC 등의 첨가효과를 분석하였다. 이들은 응고과정에서 불균일 핵생성을 촉진시키고 결정립 성장을 억제하는 효과를 나타낸다. 본 연구에서 결정립미세화와 기계적 특성에 미치는 효과는 AlTi5B1가 가장 우수함을 보고하고 있으나 첨가량이 1.0%로 가장 많은 점에 유의할 필요가 있다. 판재의 두께가 16㎜에 불과하지만 두께방향으로 미세조직과 기계적 성질에 편차가 심한 것은 편면냉각에 의존하는 싱글 롤법의 단점으로 볼 수 있다.

○ 국내에서는 쌍롤법으로 두께 6㎜ 이하의 박판코일을 제조하고 이를 압연하는 연속주조+코일압연 복합공정이 RIST에서 개발되어 POSCO마그네슘 공장에 폭 2000㎜의 판재를 생산하는 스트립캐스팅 설비가 가동 중에 있다. 또 KIMS에서는 압연과 압출공정에 이용되는 판재나 빌렛을 연속주조법으로 제조하는 기술을 개발하였다. 이와 같은 공정기술에 더하여 미세조직의 제어를 통한 특성향상과 성형기술의 개발이 필요하다.

저자: Heinz Palkowski, Mithat Akdesir
자료유형: 니즈학술정보