Sm첨가에 의한 Mg-3Al합금 결정입도 조절

전문가 제언

○ 지난 1953년 Chalmers에 의하여 조성적 과냉각(CS) 개념이 정성적으로 최초로 제안된 이후 계속적인 연구로 응고 도중 주상구조의 생성을 정량적으로 설명할 수 있게 되었다. 계속된 연구를 통하여 CS가 불균질 핵생성을 조장하여 등축결정도 생성된다고 설명하게 되었다. 이러한 연구로 결정립이 미세화 되거나 또는 미세화가 안 되는 등축조직의 생성을 위한 CS의 중요성을 정량화 하게 되었다.

 

○ 또한 응고 도중 결정의 핵과 결정립 생성을 도와주는 CS가 생성되는 결정 주위에 NFZ가 형성되게 하며 일단 생성된 결정립은 온도가 변화하여도 재용해 되는 것을 방지한다는 것을 알게 되었다. CS를 발생시키는 확산영역의 개념으로부터 결정핵 생성, 결정립 생성 및 결정립도를 예측할 수 있는 정량적인 모델이 제안되어 주조공정에 실용되고 있다.

 

○ 최근의 연구를 통하여 높은 성장 제한요인(Q)을 갖는 용질원자를 첨가하면 CS를 유발하여 추가적 핵생성을 촉진함으로 이미 생성된 결정립이 더 이상 성장하지 못하게 억제하여 결정립을 미세화 한다는 것을 알게 되었다. 최근 Mg합금 내의 RE의 중요성이 부각되면서 많은 연구가 RE를 이용하여 수행되었다.

 

○ RE를 활용한 연구를 통하여 보고된 바에 위하면 RE 첨가로 생성된 Al2RE와 Mg기지와의 작은 결정방위 차이로 Al2RE가 핵화제로 작용하여 결정립이 미세화 된다고 한다. 반면에 Mg-Al합금내의 Al2RE가 결정립을 조대화 하거나 또는 RE함량 증가에 따라 미세화에서 조대화로 바뀐다는 연구보고도 있다.

 

○ 중국 학자들의 주도 하에 발표된 본 연구는 Mg-3Al합금에 Sm을 소량첨가 시 Al-Fe-Sm-C-O의 핵생성 지연으로 결정립이 조대화 하는 반면 Sm 함량이 많아지면 Al2Sm입자가 -Mg보다 먼저 응고하여 핵화제로 작용하여 결정립이 미세화 된다고 보고하고 있다. 국내에서는 최근 재료연구소와 홍익대에서 Mg합금에 Sn과 Ti을 첨가하여 수행한 결정립미세화 연구는 있으나 RE를 이용한 결정립 조절연구는 아직 보고된 바 없다.

 

저자

X. Hu, P. Fu, D. StJohn, L. Peng, M. Sun, M. Zhang

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

663()

잡지명

Journal of Alloys and Compounds

과학기술
표준분류

재료

페이지

387~394

분석자

남*우

분석물

• Sm첨가에 의한 Mg-3Al합금 결정입도 조절.pdf [516,241 byte]

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