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냉간압연한 AZ31합금의 급속 열 어닐링에 의한 재결정과 집합조직의 형성

전문가 제언

마그네슘합금은 경량구조재로서 각광을 받고 있지만 용도확대가 제한되고 있는 것은 강도와 성형성이 취약하다는 문제 때문이다. 이를 개선하는 방법으로 소성가공과 재결정 어닐링을 통한 결정립미세화가 많이 이용된다. 그러나 어닐링은 고온에서 이루어지기 때문에 재결정립의 성장으로 강도가 저하하는 문제가 있다. 이외의 방법으로 조성적 과랭도가 큰 용질원소나 접종제를 첨가하는 방법이 있으나 미세화에 한계가 있다. 강소성 가공법은 미세화 효과는 좋지만 실용상에 문제가 있다.

 

최근 압연 또는 ECAP가공한 마그네슘합금에 전기적 펄스를 가하는 EPT(Electropulsing treatment)법이 결정립미세화와 집합조직의 개선에 유효하다는 보고가 많이 발표되고 있다. 이 방법은 이미 1984년에 H. Conrad가 냉간가공된 구리의 재결정에 적용하여 그 효과가 입증된 바 있다(Scripta Mater. 18, 275-280). 마그네슘합금의 EPT효과는 급속 가열과 냉각의 커플링(thermal/athermal coupling)효과에 의한 재결정 핵생성 속도의 증대와 전위밀도의 감소로 설명되고 있다.

 

본 연구는 EPT의 열적조건을 모사한 급속 어닐링(RTA ; Rapid Thermal Annealing)과 냉각이 냉간압연된 AZ31합금의 재결정과 집합조직에 미치는 효과를 조사한 것이다. 냉간압연율 31%, 최고온도 533K, 최고온도 도달시간 7, 상온까지의 냉각시간 6초의 RTA에서 전단띠와 쌍정 내에 평균입경 약 6의 미세한 재결정립이 실현되고 집합조직의 강도는 크게 감소하는 효과를 보였다. 재결정 집합조직의 제어에 대한 RTA의 유효성은 실증되었으나 실용화 측면에서는 대형재료에서 RTA조건을 실현하는 방법이 강구되어야 할 것이다.

 

국내의 경우 접종제 첨가에 의한 마그네슘합금의 결정립미세화나 가공열처리를 통한 재결정 집합조직의 제어에 관한 연구는 여러 건이 보고되고 있다. 그러나 EPTRTA에 의한 조직제어 연구는 발표된 바가 없다. EPTRTA는 단시간에 재결정이 완료된다는 장점이 있으며 마그네슘합금에는 근래에 적용연구가 활발히 추진되고 있는 신기술이라는 점에서 앞으로의 발전이 기대된다.

저자
Yanbin Jiang, Lei Guan, Guoyi Tang
자료유형
니즈학술정보
원문언어
영어
기업산업분류
재료
연도
2016
권(호)
656()
잡지명
Journal of Alloys and Compounds
과학기술
표준분류
재료
페이지
272~277
분석자
심*동
분석물
담당부서 담당자 연락처
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