Mg-Sn-Mn 합금의 Mn 석출물 결정의 특성과 크리프 저항성

전문가 제언

○ 크리프 저항성이 큰 Mg합금의 필요성이 차량경량화를 위하여 1980~1990년대에 크게 증대하였다. 지난 2002-2004년에 Mg-Al을 기반으로 하고 희토류와 알카리토류 원소가 첨가된 Mg-6Al-2Sr (AJ62)합금이 BMW의 엔진불록과 Mg-4Al-4RE (AE44)합금이 Corvette의 엔진요동대(engine cradle)로 사용되었다.

 

○ 이 시기에 개발된 대부분의 크리프 저항성 주조합금은 175°C, 70MPa 조건에서 안정한 입계석출물이 형성되어 크리프 저항성을 개선하는 것에 주안점을 두었다. 그러나 더 높은 온도조건에서 크리프 저항성을 갖는 합금개발을 위하여 최근에는 이들 합금의 크리프 변형기구를 연구하기 시작하였다.

 

○ 평형 상태의 -Mn은 실온에서 이 합금의 기계적 성질에 아무런 영향을 주지 않으나 시효처리하면 -Mn이 Mg의 {0001}면에 수직한 봉상의 석출물로 형성되어 석출강화 효과가 있다. 최근에는 시효경화처리에 의하여 생성된 봉상의 -Mn이 Mg기지와 고유한 방위관계(OR)를 형성하여 크리프저항성을 개선시키는 현상에 관한 연구가 활성화 되고 있다.

 

○ 이 연구로 봉상의 -Mn 석출물이 Mg의 저면에 평행하거나 수직적 관계를 가지면서 석출하는 것을 알았다. 즉, Mg？1.35wt%Mn합금의 경우 봉상의 -Mn과 Mg의 방향관계가 저면에 수직인 것을 알았다. Mg？1.58wt%Mn을 이용한 또 다른 연구에서는 봉상의 -Mn석출물이 저면에 평행한 방향관계가 있음을 보고하고 있다. 즉, 같은 Mg-Mn 2원계 합금일지라도 Mn의 함량에 따라 -Mn석출물과 Mg사이의 OR이 달라지는 것을 알 수 있다.

 

○ 본 분석에서는 삼원계 Mg？Sn？Mn합금 내의 Mn석출물의 결정특성을 규명하고 분석하였다. 봉상과 덩어리 형태의 두 종류 -Mn석출물이 Mg기지와 완전히 다른 방향성을 갖는 것을 알았다. 이 분야의 연구는 주로 미국을 비롯한 서방 선진국에서 활발히 추진되고 있으며 중국과 일본에서도 최근에 연구가 시작되고 있다. 아직 한국에서는 이 분야 연구가 보고된 것이 없다.

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저자

Xuefei Huang, Hongjia Li, Wupeng Cai, Weigang Huang

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

633()

잡지명

Journal of Alloys and Compounds

과학기술
표준분류

재료

페이지

54~58

분석자

남*우

분석물

• Mg-Sn-Mn 합금의 Mn 석출물 결정의 특성과 크리프 저항성.pdf [467,050 byte]

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