열간변형된 Mg합금의 정20면체 준결정 내의 전위거동

전문가 제언

○ 가장 가벼운 구조용 합금재료인 Mg합금의 단점인 낮은 강도를 개선하기 위한 노력의 일환으로 희토류(RE)를 첨가한 Mg-RE계 합금개발을 위한 연구가 2000년 초부터 활성화 되고 있다. Mg-RE합금 중에서 Mg-Zn-Y합금이 적절한 합금조성을 가지면서도 가장 우수한 기계적 특성을 갖는 가단 Mg합금으로 잘 알려져 있다. 이 Mg-Zn-Y계 합금의 Zn/Y의 비례에 따라 I-상(Mg3Zn6Y1), W-상(Mg3Zn3Y2) 및 Z-상(Mg12ZnY1)의 세 종류의 3원계 평형상이 존재한다.

 

○ 이 세 종류의 평형상 중에서 I-상은 Mg기지와 결맞는 계면을 형성하여 강력한 결합과 낮은 계면에너지를 갖기 때문에 매우 안정하다. 열적-기계적 변형으로 Mg기지와 함께 I-상의 구조가 미세화 되어 균일 분산시킴으로 기계적 성질이 크게 개선된다.

 

○ I-상을 함유하는 주방 상태시료를 압출하여 결정립도를 3 m로 미세화 시킨 경우 항복강도가 255~270MPa이고 또한 급랭 응고시킨 시료를 저온 압출하여 결정립도를 1 m로 더 미세화한 경우 더 높은 항복강도인 350~410 MPa인 것이 보고되고 있다.

 

○ 본 분석 자료의 연구에서 처음으로 Mg기지 내에 생성된 I-상에 잉여원자반면을 관찰함으로서 I-상에 전위가 존재하는 것을 확인하고 어떻게 I-상내에서 전위가 형성되었나를 알아보았다. Mg기지는 약하고 I-상 입자는 강하기 때문에 전위는 Mg-기지에서 생성된다. HCP구조인 Mg의 전위는 밑면 이동만 가능하나 I-상의 5-fold와 2-fold계면과 Mg기지 계면의 방위관계와 매우 잘 일치하여 Mg의 (0001)면에서 생성된 전위가 쉽게 5-fold와 2-fold면내로 슬립하여 들어가서 I-상내의 전위가 되어 이 합금의 기계적 특성에 영향을 준다고 제안한다.

 

○ 이 분야 연구는 일본에서 활발히 시작되었고 점진적으로 중국과 호주 및 미국 등으로 확산되어 고강도 Mg-RE합금 설계에 많은 영향을 주고 있다. 우리나라의 경우, 연세대학교에서 2000년대 초부터 연구를 시작하였고 그 후 최근 한국생산기술연구원, 홍익대학교 및 재료연구소에서도 공동으로 연구를 수행하고 있다.

저자

H. Huang, Y. Tian, G. Yuan, C. Chen, Z. Wang, W. Ding, A. Inoue

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

658()

잡지명

Journal of Alloys and Compounds

과학기술
표준분류

재료

페이지

483~487

분석자

남*우

분석물

• 열간변형된 Mg합금의 정20면체 준결정 내의 전위거동.pdf [489,562 byte]

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