I-상과 W-상 함유 Mg-Zn-Er합금의 미세조직, 집합조직 기계적 성질

전문가 제언

지난 1980년대 초반부터 급랭 응고된 Al-Mn, -Fe 또는 -Cr합금에서 준 결정상(Icosahedral phase, I-상)을 최초로 발견하였다. 그 후 계속된 많은 연구를 통하여 I-상의 생성에 따른 미세구조, 열적 안정성, 물리적 성질 및 결정내의 원자들의 위치를 확인하는 이론연구가 진행되었다. 또한, 용융방사 방법으로 급랭 응고시킨 Mg-Al-Zn합금과 Mg-Cu-Al합금에서도 각각 Mg32(Al,Zn,Cu)49와 Mg4CuAl6의 I-상이 생성되고 이 새로운 상들이 합금의 강도를 높인다는 것을 알았다.

 

○ 이러한 I상은 강도는 높으나 취성이 커서 연성이 낮은 문제점 때문에 실용성을 높이기 위한 연구로 I-상과 금속고용체를 혼합시킨 복합재료가 한국의 연세대 연구팀에 의하여 개발되었다. 즉, Mg-Zn합금에 소량의 Y를 첨가하여 응고도중의 고액혼성구간의 일차 -Mg상 일부를 Mg48Zn43Y9의 I-상으로 변환시켜서 -Mg/I-상의 복합구조를 형성시킨 후 급랭 응고시켜서 I-상 + -Mg의 복합조직을 형성시켰다.

 

○ 또한, I상과 함께 Mg3Zn3RE2인 W-상도 석출되나 이 W-상은 조대하며 취성이 매우 크고 FCC구조인고로 기지와 결합력이 약하여 균열이 쉽게 발생된다. 반면 최근 연구보고에 의하면 W-상은 결정립을 미세화 시키며 입자자극 핵생성(PSN)으로 동적재결정(DRX)을 활성화하여 집합조직의 변화를 유도하기도 한다.

 

○ 최근 보고되는 많은 연구에 의하면 Mg합금의 기계적 성질 개선연구는 결정립 미세화, 비 밑면 슬립의 조장 및 집합조직의 개량에 의한 가공성 향상 등 이다. 특히 고각입계의 극 미세 결정립과 함께 분산된 약한 강도의 집합조직 때문에 비 밑면 슬립이 촉진되어 연성이 개선된다. DRX가 결정립을 미세화 시키고 집합조직의 변화를 주는 가장 중요한 요인으로 생각된다.

 

○ Mg합금의 I-상과 W-상의 특성이해와 이의 응용에 과한 연구는 일본, 미국, 중국 및 인도 등 여러 나라에서 추진되고 있다. 국내의 연세대 연구팀이 I-상을 이용한 복합재료 개발 연구를 2000년부터 활발히 수행하여 -Mg/I-상의 복합재료를 개발한 바 있다.

저자

Ke Liu, Cuicui Sun, Zhaohui Wang, Shubo Li, Qingfeng Wang, Wenbo Du

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

665()

잡지명

Journal of Alloys and Compounds

과학기술
표준분류

재료

페이지

76~85

분석자

남*우

분석물

• I-상과 W-상 함유 Mg-Zn-Er합금의 미세조직, 집합조직 및 기계적 성질.pdf [493,720 byte]

이미지변환중입니다.