Mg-8Li-3Al-1Zn 합금 판재의 중첩압연에 의한 결정립 미세화와 고강도화

전문가 제언

○ Mg-Li계 합금에서 Li>5.7wt.%이면 HCP구조의 α-Mg상과 BCC구조의 β-Li상이 공존하고, Li>10.3wt.% 에서는 완전한 β-Li단상으로 되어 슬립계가 증가한다. 따라서 HCP구조로 인한 Mg합금의 난가공성을 해결하는 방안으로 Li 첨가의 유용성이 알려져 왔으나 최대의 결점은 강도가 낮다는 것이다. 본 연구에서는 Mg-9Li-3Al-1Zn 합금에 중첩압연(ARB, Accumulative Roll Bonding)을 적용하여 결정립미세화와 강도의 현저한 향상을 보고하고 있다.

 

○ ARB법은 중첩된 두 개의 판재를 압연으로 접합하는 방법으로 이를 반복적으로 실시하면 두께의 감소 없이 강소성변형이 가능하므로 가공과정의 동적재결정을 통하여 초미세립을 얻을 수 있다. ARB법은 알루미늄, IF강, 구리, 티타늄 등의 금속에 적용되어 결정립미세화에 의한 강도의 향상효과가 보고되어 왔다. Mg-3Al-1Zn 합금의 경우 3회 반복 ARB압연에 의해 1.3㎛의 미세립이 얻어진 바 있다(Zhang et al., Trans. Nonferrous. Met. Soc. China, 21, 2011, 991).

 

○ 본 연구의 경우 5회의 ARB압연으로 3㎛의 결정립을 얻었지만 ARB압연 후의 어닐링 때문에 Zhang 등의 결과에는 크게 미달된다. ARB압연에 따른 가공경화와 결정립미세화 효과에 의해 강도는 크게 증가하여 인장강도는 열간압연 상태의 140.52MPa에서 5회의 ARB압연으로 287.02MPa로 2배 이상 향상되었다. 그러나 연신율은 12.5%에 불과하여 Li 첨가의 장점이 상실되고 있다. 이는 과도한 가공경화 때문이므로 우수한 강도와 전성을 겸비할 수 있는 ARB조건의 탐색이 필요하다.

 

○ 국내에서는 1997년에 연세대에서 용탕단조법에 의한 Mg-Li-Al합금의 제조연구가 있었고, 2000년대 이후에는 포항공대, 세종대, 목포대 등에서 Mg-Li계 합금의 내식성과 기계적 특성에 관한 연구가 발표되었다. Mg-Li계 합금은 초경량인데다 성형성이 좋은 반면에 강도가 낮아 용도가 제한된다. ARB법은 강도의 향상에 유효하고 통상의 압연기를 적용할 수 있다는 점에서 Mg-Li합금의 가공법으로 실용화가 기대된다.

저자

Tianzi Wang, Haipeng Zheng, Ruizhi Wu, Jinliang Yang, Xudong Ma and Milin Zhang

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

18(2)

잡지명

Advanced Engineering Materials

과학기술
표준분류

재료

페이지

304~311

분석자

심*동

분석물

• Mg-8Li-3Al-1Zn 합금 판재의 중첩압연에 의한 결정립 미세화와 고강도화.pdf [526,015 byte]

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