주방상태 Mg-5Sn합금의 미세조직, 기계적 성질 및 파괴기구에 미치는 Li 첨가의 영향

전문가 제언

○ 차량, 항공기 등의 배출가스감축과 경량화를 위한 재료로 AZ91과 ZK60같은 Mg？Zn과 Mg？Al계 합금이 지난 10여 년 전 부터 각광을 받고 있다. Al함량이 높은 Mg？Al계 합금의 경우 입계에 β-Mg17Al12 상의 석출로 인하여 고온의 크리프저항성이 열악한 것이 문제이다. Mg？Zn계합금은 가장 많이 사용되는 가단합금이지만 시효경화 정도가 미약하고 희토류(RE)를 첨가하여 내열성을 증진하려면 가격이 상승한다.

 

○ 상대적으로 가격이 저렴한 Mg-Sn계 합금의 경우, Mg2Sn상이 결정립계를 따라서 균일하게 석출하여 크리프특성을 우수하게 하기 때문에 Mg합금 중 가장 많이 사용되는 Mg？Zn과 Mg？Al계 합금으로 대치할 수 있다. Mg-Sn 2원계 상태도를 보면 Sn이 공정온도(561°C)에서 -Mg에 14.48wt% 고용되며 200°C에서는 고용도가 0.45wt%로 크게 감소하기 때문에 시효경화효과가 클 것으로 시료된다.

 

○ Mg-Sn계 중, Mg？5Sn합금에서 미세한 석출상이 고루 분포하고 양이 많을수록 석출경화 효과가 큰 것이 확인 되었으나 석출상의 분율은 -Mg내에 Sn의 고용도와 관련이 있기 때문에 석출상 양의 증대는 한계가 있다. Mg？1.9Sn(at%)과 Mg？2.0Sn？0.48Li？0.53In(at%)합금의 시효경화를 위하여 Li와 In을 첨가한 경우 최대경도가 증가하며 최대경도 도달 시간도 크게 단축되었다. 그러나 Li만 첨가한 연구보고는 아직 없다. 이 분석은 Mg-5wt%Sn합금에 Li를 첨가하여 미세조직과 기계적 성질에 주는 Li의 시효경화 효과를 연구한 것이다.

 

○ 지난 2000년대 중반부터 Mg-Sn계 합금에 관한 연구가 중국에서 본격적으로 시작되었다. 그 후 일본, 이란, 호주 등에서 Mg에 첨가하는 Sn함량의 시효경화 효과에 관한 연구가 활발히 진행되어 Mg？Zn과 Mg？Al계 합금을 대체할 수 있다는 가능성을 확인하였다. 이러한 연구 결과에 힘입어 주로 중국에서 Mg-5wt%Sn합금에 Li이 첨가된 새로운 시효경화 형 합금개발 연구가 진행 중이다. 한국의 경우에는 아직까지 이와 직접 관련된 연구보고는 없으나 Mg합금의 기계적 성질 개선을 위한 연구는 서울대학교, 연세대학교, 부산대학교, 포항공대, KIST 및 재료연구소 등 여러 기관에서 활발히 수행 중이다.

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저자

Y. Jiang, Y. Chen, D. Fang, L. Jin

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

641()

잡지명

Materials Science And Engineering: A

과학기술
표준분류

재료

페이지

256~262

분석자

남*우

분석물

• 주방상태 Mg-5Sn 합금의 미세조직, 기계적 성질 및 파괴기구에 미치는 Li 첨가의 영향.pdf [511,074 byte]

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