고온 크리프 과정에서의 AZ31 합금의 미세조직 변화

전문가 제언

○ Mg-Al계 합금들 중에서도 AZ31 합금은 자동차 산업에서의 활용도가 크다. 그러나 Mg 합금의 불량한 실온 성형성 때문에 고온성형이 불가피하고, 그 온도에서는 소성변형과 크리프가 같이 일어난다. 또 고온용 부품의 경우에는 크리프에 대한 저항력이 필수이므로 AZ31의 고온 크리프 메커니즘을 규명하는 것은 매우 중요한 일이다. 따라서 본 연구에서는 AZ31의 크리프와 관련된 변형 메커니즘, 동적 재결정(DRX)과 미세조직 변화, 석출물의 안정성 등을 조사하였다.

 

○ AZ31 합금의 표준 인장시편을 제작하여 230∼350℃의 온도에서 일정한 응력으로 크리프 실험을 실시하였다. 실험결과의 분석에는 온도에 따른 의 변화를 고려한 진응력과 진변형률을 사용하였다. 변형속도가 일정한 정상상태 크리프(stage II)는 3개 영역으로 구분되었고, 각 영역에서의 지배적 메커니즘은 순서대로 입계미끄럼, 전위활주 및 전위상승임이 밝혀졌다. 실험조건에 따라 DRX/결정성장이 관찰되었고, 크리프에 저항할 수 있는 Mg17Al12 석출물은 350℃에서 소멸됨이 밝혀졌다.

 

○ 여러 가지 연구노력을 통하여 크리프에 의한 변형속도 ？를 응력 σ와 온도 T의 함수로 예측하는 지수함수 ？ = A(σ/E)nexp(-Q/RT)가 제안되었다. 응력지수 n의 값은 입계미끄럼, 전위활주 및 전위상승 등 크리프의 지배적 메커니즘을 반영한다. 그러나 합금의 결정립도 등 미세조직에 따라 정해진 n 값이 반드시 특정한 메커니즘을 가리키지 않는 경우도 있어 실험을 통하여 보완해 나아가고 있다. 또 미세조직을 변화시키는 크리프 과정에서의 DRX와 결정성장도 중요한 인자로 작용한다.

 

○ 국내의 마그네슘 합금 크리프 연구는 약 20건이 보고되어 있고, 그중 3건이 AZ31 합금의 크리프에 대한 연구이었다. 결정립도, DRV, DRX, 결정성장, 쌍정, 석출물 등 미세조직과 관련된 사항들 외에도 온도, 응력, 변형속도 등 많은 변수들이 모두 크리프 과정에서 복합적으로 작용한다. 따라서 마그네슘 합금의 크리프에 대한 많은 연구에도 불구하고 아직도 밝혀지지 않은 부분이 남아 있다. Mg 합금의 안전한 고온 사용을 위해서는 크리프 수명예측에 대한 지속적 연구가 필요하다.

 

저자

Peiman Shahbeigi Roodposhti, Apu Sarkar, Korukonda Linga Murty

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

626()

잡지명

Materials Science And Engineering: A

과학기술
표준분류

재료

페이지

195~202

분석자

심*주

분석물

• 고온 크리프 과정에서의 AZ31 합금의 미세조직 변화.pdf [527,735 byte]

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