고속압출에 의한 Mg-Zn-Gd 합금의 집합조직과 연성의 개선

전문가 제언

○ Mg합금은 슬립계가 한정되어 있는 데다 압출이나 압연과 같은 소성가공 시에 강한 집합조직이 형성되고. 또 비저면 슬립의 임계분해전단응력(CRSS)이 밑면슬립보다 크기 때문에 소성이방성이 생긴다. 따라서 연성과 성형성이 낮아 상온가공은 물론이고 열간가공도 어렵다는 문제가 있다. Mg합금에 RE(희토류 금속)의 첨가는 집합조직을 완화하고 저면슬립의 CRSS를 낮추므로 성형성의 개선에 유효하다. RE를 이용하여 고연성을 실현한 대표적인 합금으로는 Mg-Zn-Gd계 합금이 있다.

 

○ 원문저자들은 Mg-1.0Zn-2.0Gd 합금판재에서 50%의 높은 상온연신과 우수한 신장성형성을 실증한 바 있으며, 최근에는 RE의 농도를 대폭적으로 낮춘 Mg-2.0Zn-0.3Gd 합금을 300℃에서 한 패스에 80%의 높은 압연율로 압연하는데 성공하였다. Gd에 의한 성형성의 개선은 집합조직의 약화와 <11 1> RE집합조직의 형성으로 밑면슬립의 활성화를 가져오기 때문으로 설명되고 있다(Scr. Mater. 59, 775, 2008).

 

○ Mg합금은 압출재로서의 용도가 많은데 부족한 연성 때문에 압출속도가 느린 점이 생산성에 제약을 준다. 압출성(extrudability)의 개선을 목적으로 개발된 Mg-1.58Zn-0.52Gd 조성의 ZG합금은 60 m/min의 고속압출이 가능함이 본 연구를 통해 입증되었다. 또 압출에 의한 DRX와 압출방향에 평행하게 [2 4]와 [2 2] 사이에 형성된 RE집합조직이 밑면슬립과 {10 2} 확장쌍정의 활동을 촉진시켜 24 m/min의 압출속도에서 32.9%의 높은 연신율을 나타낸다. 고속압출이 가능하고 우수한 연성을 갖는다는 점에서 가공용 합금으로 실용화 응용이 전망된다.

 

○ Mg합금의 고속압출에 대해서는 재료연구소(KIMS)에서 적극적으로 연구되어 Mg-7Sn-1Al-1Zn(TAZ711) 합금을 10～14 m/min의 속도로 압출하는 기술이 국내특허로 등록된 바 있다(등록번호 : 1406111). 최근에는 TAZ711 합금을 2배 정도 높은 속도인 27 m/min로 압출하는데 성공하고 항복강도 180 MPa, 인장강도 240 MPa, 연신율 12.9%를 보고하였다. 고속압출이 가능하고 성형성이 우수한 RE함유 Mg합금의 개발은 생산성 향상에 의한 원가절감에 기여할 것이다.

 

저자

M.G. Jiang, C. Xu, T. Nakata, H. Yan, R.S. Chen, S. Kamado

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

667()

잡지명

Materials Science And Engineering: A

과학기술
표준분류

재료

페이지

233~239

분석자

심*동

분석물

• 고속압출에 의한 Mg-Zn-Gd 합금의 집합조직과 연성의 개선.pdf [493,988 byte]

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