Mg합금의 냉간압연에 의한 쌍정과 집합조직의 형성

전문가 제언

○ 가장 가벼운 구조재료인 Mg합금 중 AZ31합금은 냉간압연 시 대부분의 결정립의 c축이 판재의 수직방향(ND)과 일치하는 기저면(basal plane)집합조직을 갖는 경향이 매우 크다. 따라서 ND방향으로 하중이 가해지는 경우 밑면의 ？？축 방향으로의 전위 이동이 억제된다. 이론적으로는 c + ？？의 각추면(pyramidal plane)의 전위이동이 가능하나 실온에서는 그 임계분해전단응력이 너무 커서 고온에서만 가능하기 때문에 실온 압연성형성은 매우 열악하다.

 

○ HCP 금속의 냉간압연에서 집합조직이 형성되는 원인은 c/a축비에 달려있다. 이상적인 축비(1.633)와 매우 유사한 값(1.622)을 갖는 Mg은 기저면 집합조직이 형성되지만 축비가 이 보다 보다 큰 Zn(c/a = 1.856)과 Cd(c/a = 1.886)는 기저면의 수직방향이 ND에 대하여 ±15o에서 최대 ±25o로 기울어진다. 이와는 반대로 축비가 이상적인 값 보다 작은 Ti의 경우 기저면의 수직방향이 횡 방향으로 분산된다. 즉 이상적인 축비에 가까운 Mg의 경우 ND에 평행한 밑면집합조직이 많이 형성된다.

 

○ RE가 Mg합금의 집합조직 형성에 큰 변화를 주는 것으로 알려지고 있다. 즉, RE는 Mg기지의 (i)적층결함에너지를 변화시키거나 또는 (ii)용질원자를 끌어당겨서(drag) 전위를 고착시키는 역할을 하여 집합조직 형성을 약화시킨다. 그러나 RE는 고가이므로 합금의 가격을 상승시키기 때문에 저렴하면서 집합조직을 약화시키는 합금원소가 필요하다. 지난 2010년을 전후하여 일본에서 처음으로 Ca가 첨가된 Mg합금의 집합조직이 약화됨을 보인 바 있다.

 

○ 냉간압연에 의한 Mg합금의 집합조직 형성과 그에 따른 실온 성형성 불량을 개선하기 위하여 집합조직 형성기구 및 형성을 억제하기 위한 방안에 대한 연구가 독일, 미국, 카나다, 일본 및 중국 등 여러 나라에서 진행되고 있다. 한국에서도 지난 2009년부터 POSTECH, 서울대학교 및 창원의 재료연구소 등에서 공동연구를 통하여 Mg-Zn-Ca합금의 경우 Ca에 의한 집합조직 약화원인 규명 연구를 활발히 수행하고 있으며 한국학자들이 이 분야 연구의 국제적 수준을 이끌고 있다고 판단된다.

저자

Z.R. Zeng, M.Z. Bian, S.W. Xu, C.H.J. Davies, N. Birbilis, J.F. Nie

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

108()

잡지명

Scripta Materialia

과학기술
표준분류

재료

페이지

6~10

분석자

남*우

분석물

• Mg합금의 냉간압연에 의한 쌍정과 집합조직의 형성.pdf [492,676 byte]

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