Mg-Al-Sm계 내열성 Mg합금의 미세조직과 기계적 특성

전문가 제언

○ 경량이면서 에너지를 흡수하여 진동을 줄이는 차량의 내부 부품(좌석, 계기 판, 현가장치 브래킷, 운전대 등)으로 사용될 수 있는 재료인 Mg합금 중 우수한 후보재료로 AZ91과 AM60합금이 거론되었다. 그러나 이 두 합금은 온도가 150oC 이상에서는 -Mg17Al12의 연화로 인장강도가 급격히 감소하여 온도가 상승하는 곳에 사용은 적합하지 못하다.

 

○ 이런 문제해결을 위하여 1993년 Dow Chemical Co.에서 희토류가 첨가된 AE42합금을 처음 개발하여 온도가 어느 정도 높은 곳에도 사용할 수 있게 되었다. 그러나 희토류 첨가로 가격이 상승하여 AZ91합금보다 매우 고가이다. 가격은 AZ91과 유사하면서 희토류가 첨가된 것과 유사한 특성을 갖는 합금을 개발을 1994년 일본에서 시작하였다. 즉, AZ91에 여러 함금 원소를 첨가하면서 실험한 결과 Ca가 희토류와 같은 성능을 발휘하는 것을 처음으로 확인하여 온도가 높아도 우수한 기계적 성질을 갖는 Mg-Al-Ca합금이 개발되었다.

 

○ 최근에는 분말야금공정으로 Ca를 함유하는 새로운 합금 개발로 인장강도가 500MPa 정도의 초고강도 Mg-Al-Ca계 합금이 실용화 되고 있다.

 

○ Mg-Al-Ca계 합금의 기계적 성질이 온도가 상승하여도 우수한 것은 -Mg17Al12 보다 더 크리프저항성이 높은 Mg2Ca와 Al2Ca 또는 (Mg, Al)2Ca상 들이 석출되기 때문이다. 이 Mg-Al-Ca계 합금에 전부터 효과가 잘 알려진 저렴한 RE원소인 Sm을 추가하여 지난 2009년에 한국생산기술연구원 광주분원과 일본 동북대학과의 공동연구로 더 우수한 Mg-Al-Sm계 합금을 개발하였다.

 

○ 이와 같이 Mg-Al-Sm계 합금연구는 한국에서 시작되었으나 이 결과를 이용하여 Mg-Al-Sm계 합금에 Bi 또는 Zn을 첨가하여 조직변화에 따른 기계적 성질을 개선하기 위한 연구가 최근 중국의 여러 연구기관에서 경쟁적으로 추진되고 있으며 본 연구내용이기도 하다. 한국의 경우에는 POSTECH, 연세대, 서울대 등에서 Mg-Al계 합금에 여러 종류의 원소를 첨가하여 기계적 성질을 개선하기 위한 연구가 지난 1990년 대 중반부터 시작되어 현재에도 열심히 수행하고 있다.

저자

Zheng-hua HUANG, Wen-jun QI, Jing XU, Chang CAI

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

25()

잡지명

Transactions Nonferrous Metals Society

과학기술
표준분류

재료

페이지

22~29

분석자

남*우

분석물

• Mg-Al-Sm계 내열성 Mg합금의 미세조직과 기계적 특성.pdf [493,329 byte]

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