주방 상태와 열풀림 후 Mg-5Al-0.4Mn-RE 합금의 미세조직

전문가 제언

○ 매연절감을 위한 연비향상을 위하여 차량경량화의 주 재료인 Mg합금 중 AZ91D와 AM60B합금이 90%이상으로 가장 널리 이용되고 있다. 그러나 이 합금들은 150oC이상에서는 열적으로 불안정한 Mg17Al12상의 열화로 크리프 저항성이 급격히 감소하여 고온용으로는 사용할 수 없다. 최근의 연구로 저온용 강화제인 Mg17Al12상을 대체하여 Mg합금에 희토류(RE)를 첨가하면 고온에서도 강도가 유지되는 열적으로 안정한 금속간화합물을 형성하는 것을 알게 되었다.

 

○ 그러나 RE의 가격이 고가이기 때문에 Mg-RE계 합금을 상용화하기 어려운 점을 개선하기 위하여 RE(Ce농도가 높은 미시메탈)의 역할을 대체하거나 첨가량을 최소화하기 위한 연구의 일환으로 본 분석에서는 AM50 합금의 기본 조성인 5wt.%Al, 0.4wt.%Mn합금에 RE의 함량이 3과 5wt%가 되는 AME503과 AME505의 두 종류의 새로운 합금을 개발하였다.

 

○ 이 새로운 합금에는 열적으로 안정한 Al11RE3상과 Al10RE2Mn7상 및 작은 양이긴 하나 Al2RE상도 존재하며 이 상들은 200oC에서 장시간 가열하여도 상들의 형상과 부피 분율은 변함이 없어서 크리프 저항성이 요구되는 엔진 부위의 고온부 자동차 부품용 재료로 사용될 가능성을 갖게 되었다.

 

○ 새로운 합금계의 강화제로 Al-RE계 금속간 화합물이 형성된다는 현상을 이용하여 최적의 고온특성을 갖는 금속간 화합물을 형성시켜 가격경쟁력이 있는 합금을 개발하기 위 하여는 합금설계 시에 Al/RE의 비를 적정수준으로 유지하는 방안이 필요한 것으로 사료된다.

 

○ 최근 10여 년 동안에 최첨단 신합금으로 기존 실온용 Mg-Al 및 Mg-Zn계 고강도 합금에 RE를 첨가하여 고온용 Mg-RE계 합금 개발을 위한 연구가 중국, 일본, 미국, 호주 및 독일을 중심으로 활성화 되고 있다. 한국에서도 연세대에서 Mg-Zn-Y와 Mg-Zn-Y-Zr계 합금의 Mg12(RE)상 관련 기계적 성질개선 연구를 지난 2000년에 수행하였다. 2014년에는 한밭대 에서 고전도성 부품용 Mg-RE-Zn계 합금의 미세조직 및 특성연구를 수행하였으나 전체적으로 미약한 상황이다.

저자

K.N. Braszczynska-Malik, A. Grzybowska

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

663()

잡지명

Journal of Alloys and Compounds

과학기술
표준분류

재료

페이지

172~179

분석자

남*우

분석물

• 주방 상태와 열풀림 Mg-5Al-0.4Mn-RE 합금의 미세조직.pdf [456,515 byte]

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