AZ31 합금 냉연재의 전기 펄스처리에 의한 재결정과 미세구조/집합조직의 변화

전문가 제언

○ 마그네슘 합금의 실온 성형성을 향상시키는 방법으로 가장 먼저 거론되는 것이 결정립 미세화와 집합조직의 개선이다. 이 문제를 해결하기 위해 다양한 강소성변형(SPD) 기술들이 제안되어 왔지만, 그런 방법들도 특수한 장비와 복잡한 공정이 필요하기 때문에 실용성에 문제가 있다. 본고에서는 통상적인 금속의 가공경로인 “압연+열처리” 대신 전기펄스처리(EPT: Electropulse Treatment)를 도입하여 “압연+EPT"에 의해 결정립 미세화와 집합조직의 개선을 꾀하는 기술을 소개한다.

 

○ 실험 조건은 펄스 지속시간(PD: Pulse Duration) 60㎲, 총 EPT 시간 7s로 하였고, 재결정의 각기 다른 단계를 대변하도록 EPT 주파수를 300, 400, 500Hz로 설정하였다. 300Hz에서는 다량의 재결정 핵이 생성되고, 400～500Hz에서 재결정핵의 성장과 집합조직의 변화(강한 기저면 집합조직→약한 이중피크 집합조직)가 일어난다. 재결정은 연속재결정 모드로 진행되고, 전류(즉, 전기장)의 비열적(athermal) 효과가 핵생성 속도를 크게 함은 물론 결정 방향성의 무질서화에 기여하는 것으로 보인다.

 

○ 해외에서는 1960년대에 처음으로 전기소성효과(EPE: Electroplastic Effects)가 금속의 성형성 개선과 결정립 미세화에 효과적이라는 사실이 알려졌다. Liu 등(J. Mater. Res., 29, 2014, p.596)은 EPT가 소성변형된 Ni9W 합금의 재결정을 가속시키고 집합조직을 변화시킨다는 것을 보였고, Zhu 등(Metall. Mater. Trans. A, 42, 2011, p.1933)도 Zn-Al 합금에서 비슷한 결과를 얻었다. 본고는 그와 같은 연구들을 바탕으로 AZ31 마그네슘 합금에 “압연+EPT"을 적용한 결과를 보여준다.

 

○ 국내에서는 Mg 합금에 대한 EPE에 대한 연구는 수행된 바 없다. 몇몇 대학에서 알루미늄 합금과 2상초고강도강에 대한 EPE 연구를 수행하였지만, 인장시험 도중 전기펄스를 가하는 동적 실험이었으므로 본 연구의 정적 EPT와는 실험조건에서 큰 차이가 있다. Mg 합금의 EPT는 SPD와 같은 특별한 장비 없이 간단하게 결정립미세화와 집합조직 개선을 동시에 달성할 수 있는 방법이기 때문에 앞으로 국내에서도 이 분야에 대한 진지한 연구가 필요할 것으로 생각된다.

저자

Xiaopei Li, Xiaohui Li, Jing Zhu, Xiaoxin Ye, Guoyi Tang

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

112()

잡지명

Scripta Materialia

과학기술
표준분류

재료

페이지

23~27

분석자

심*주

분석물

• AZ31 합금 냉연재의 전기 펄스처리에 의한 재결정과 미세구조-집합조직의 변화.pdf [449,983 byte]

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