금형을 이용하는 온도강하 다축단조에 의한 AZ61합금의 미세조직과 기계적 성질

전문가 제언

○ Mg합금의 난가공성을 해결하는 수단으로서 재료에 강가공을 가하여 초미세결정립을 얻는 방법이 많이 보고되고 있다. 대표적인 강가공 방법으로는 ECAE(Equal Channel Extrusion)법, MDF(Multi-Directional Forging)법, HPT(High Pressure Torsion)법 등이 있으며 이들은 재료의 형상이 가공 전이나 후에도 동일하게 유지되는 형상 불변 가공법이기 때문에 원리적으로는 변형량을 무한대로 부여할 수 있는 특징이 있다.

 

○ 다축단조법으로 불리는 MDF법은 다단계 압축공정으로 구성되어 공정 단계마다 온도를 하강시키고 소재를 90° 회전시켜 압축하는 가공법이다. 압축 방향을 바꿀 때 변형률의 차를 일정하게 하면 치수비도 일정하게 되어 원리적으로는 반복 압축을 무한대로 할 수 있다. 일축 단조에서는 저면이 압축 축에 수직하므로 높은 변형률에서도 미세립이 재료 전역에서 생성되기 어렵고 473K 이하에서는 취성 파단이 일어난다. 다축단조는 미세립 조직과 집합조직의 형성을 제어할 수 있고 423K 이하의 저온에서도 강변형 가공 효과가 충분히 발휘된다고 알려져 있다.

 

○ 603K에서 393K까지 온도를 강하시키는 본 연구의 다축 단조에서는 누적 변형률(ΣΔε) 7.2에서 AZ61 합금의 결정립도 0.3㎛, 최대 경도 958MPa, 최대 인장강도 465MPa를 얻었다. 또 423K의 인장에서 680%의 초소성 연신을 나타낸다. AZ31 합금의 다축 단조에서도 423K에서 ΣΔε=4.8의 가공으로 0.23㎛의 미세립과 인장강도 530MPa, 300% 이상의 초소성 특성 등 유사한 결과가 보고되어 Mg 합금의 강가공법으로 MDF법의 유효성을 말해주고 있다. 특히 금형 단조에서 자유 단조에 비견되는 특성을 얻은 것은 실용화 가능성에서 의미 있는 결과라고 사료된다.

 

○ 국내에서는 강소성 가공법으로 알루미늄 합금을 대상으로 하는 ECAP법에 관한 연구가 KIST, 한양대 등에서 보고된 바가 있으나 Mg합금의 ECAP 가공이나 MDF 가공에 관한 연구는 검색되지 않고 있다. Mg합금의 MDF법 적용은 일본에서 많이 연구되어 결정립 미세화와 기계적 특성의 개선 효과가 우수한 것으로 확인되고 있으나 다단계 압축공정으로 구성되어 실용적으로는 진전을 보지 못하고 있다. 앞으로 이 분야는 장치개발을 포함하는 실용화 측면에서의 개발연구가 필요하다.

 

저자

Hiromi Miura, Kota Matsumoto and Masakazu Kobayashi

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

79(6)

잡지명

日本金屬學會誌

과학기술
표준분류

재료

페이지

295~302

분석자

심*동

분석물

• 금형을 이용하는 온도 강하 다축단조에 의한 AZ61 합금의 미세조직과 기계적 성질.pdf [524,333 byte]

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