희토류원소 첨가가 마그네슘 합금의 집합조직에 미치는 영향

전문가 제언

○ 마그네슘 합금의 열간변형 시 생성되는 강한 기저면 집합조직은 기계적 이방성과 불량한 성형성을 초래한다. 그러나 마그네슘에 희토류(RE)원소를 첨가하면 이러한 기저면 집합조직이 약화되고, 열처리 시 재결정을 통하여 “RE-집합조직(RE-texture)"이라는 새로운 집합조직이 생성된다. 따라서 RE가 열간변형, 열풀림, 정적 재결정의 일련의 과정에서 어떤 역할을 하는가를 이해할 필요가 있다. 본고에서는 RE의 강한 GB편석과 그로 인한 용질견인(Solute Drag, SD) 효과가 GB이동과 재결정 거동에 미치는 영향에 대해 고찰한다.

 

○ 본고에서는 두 가지 고전적 모델들(Langmuir-McClean, Cahn-Lucke- Stuuwe)을 사용하여 RE의 GB편석과 SD효과를 분석하였다. LM모델은 RE와 Mg의 사이즈 차이로 인한 부정합(misfit)이 RE의 GB편석을 조장하며, 부정합과 고용도가 모두 큰 RE(Y, Gd)들이 강한 GB편석을 일으킨다는 것을 보였다. CLS모델은 그 GB편석 RE들에 의한 SD가 열간변형 과정에서 GB이동을 방해하여 동적회복/재결정을 억제할 수 있다는 것을 보였다. 그렇게 방출되지 못하고 쌓인 에너지는 뒤이은 열처리에서 정적재결정을 가속시킨다.

 

○ RE가 마그네슘의 연성을 증가시킨다는 소위 “RE 효과”는 60여 년 전부터 알려져 있었지만, 그것이 집합조직의 변화와 관련이 있다는 것이 밝혀진 것은 1994년이었다. 지나간 10여 년 간 RE 효과의 메커니즘을 밝히기 위한 집중적 연구가 이루어졌지만 아직은 Mg-RE 합금의 집합조직 약화와 성형성 향상에 이르는 메커니즘이 완전히 규명되지는 못하고 있다. 이 문제의 해결을 위해 EBSD(Electron Backscatter Diffraction)와 원자론적 모델링 등의 새로운 기술이 적용되고 있다.

 

○ 국내에서는 마그네슘 합금의 가공과정 변경에 의해 집합조직을 변화시키려는 연구는 비교적 여러 건 있었지만, RE 첨가에 의한 집합조직 변화에 대한 연구는 이루어진 바 없다. 상술한 바와 같이 이 문제는 그 중요성에도 불구하고 아직 해결되지 못하여 많은 과학자들의 연구대상이 되고 있으므로 국내 연구진에서도 관심을 보일 필요가 있다. 

저자

JOSEPH D. ROBSON

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

45()

잡지명

Metallurgical And Materials Transactions, A

과학기술
표준분류

재료

페이지

3205~3212

분석자

심*주

분석물

• 희토류원소 첨가가 마그네슘 합금의 집합조직에 미치는 영향.pdf [359,137 byte]

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