Mg-10Gd-3Y-0.3Zr 합금의 어닐링 강화

전문가 제언

○ Mg는 밀도가 낮아서 경량화 재료로 각광을 받고 있다. 그러나 HCP결정으로 이상적인 축비인 1.633에 근접하기는 하나 HCP결정의 특성 상 저면에서의 원자간 거리가 기타 면에서의 원자간 거리보다 훨씬 작아서 저면의 3개 슬립시스템의 임계분해전단응력이 다른 시스템에 비하여 훨씬 크다. 따라서 변형이 저면의 축을 따른 세 개의 슬립시스템에 국한되므로 실온 성형성이 불량하여 사용에 제한이 많다.

 

○ 저면에서만 주로 진행되는 소성변형을 보완하기 위하여 축을 따른 변형쌍정 형성으로 저면 아닌 다른 슬립시스템에서 변형이 가능하기 때문에 성형성과 강도를 결정하는 중요한 역할을 하는 변형쌍정의 형성과 성장에 관한 연구가 Mg합금의 성형성 개선에 매우 중요하다.

 

○ 최근 변형으로 생성된 쌍정계면에서 열적 및 응력의 지원으로 새로운 쌍정이 형성된다는 보고도 있다. 본 분석에서는 Mg-10Gd-3Y-0.3Zr 고용합금을 변형 후 어닐링 한 것을 압축시켜서 고용 원소들과 쌍정계면간의 상호작용에 의한 강화기구를 규명하고 이에 관한 최근 연구결과를 소개한다. 즉, 어닐링하는 동안 용질원자들이 변형쌍정 계면에 편석하여 합금의 강도를 증대시키는데 Gd가 Y보다 더 큰 강화효과를 준다는 현상을 처음으로 관찰하고 원인을 설명한 연구내용이다.

 

○ 변형쌍정 밀도, 어닐링온도 및 어닐링시간이 증가 할수록 강화효과가 증대한다. 그러나 어닐링온도가 낮을 지라도 어닐링시간이 길어지면 회복효과로 강도는 양간 감소한다. 어닐링온도가 높아지면 쌍정계면에 편석되어 있던 고용원자들이 불안정해져서 확산되어 분산되기 때문에 강화효과가 크게 감소한다.

 

○ Mg합금의 변형쌍정과 용질 원자들 간의 상호작용에 의한 강화효과에 관한 연구는 2000년 후반부터 미국과 영국에서 처음 시작되었으며 2010년 초반에 일본에서 연구가 계속되었다. 최근에는 후발주자인 중국에서 많은 연구기관에서 활발히 연구를 수행하고 있다. 한국에서는 재료연구소에서 최근에 이 분야 연구를 활발히 수행하고 있다.

 

저자

Jian Chen, Zhaoqiang Wang, Xiaoguang Ma, Xianhui Wang, Yaping Lei, Wen Yan

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

642()

잡지명

Journal of Alloys and Compounds

과학기술
표준분류

재료

페이지

92~97

분석자

남*우

분석물

• Mg-10Gd-3Y-0.3Zr 합금의 어닐링 강화.pdf [503,804 byte]

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