Mg-3Al-1Zn합금의 열간압축특성에 영향을 주는 Ca첨가

전문가 제언

○ Mg합금은 저밀도, 높은 비강도, 우수한 감쇠능, 주조성, 용접성 및 가공성을 겸비한 우수 경량 구조재료이다. 그러나 강도가 낮은 문제점을 해결하기 위한 노력으로 개발된 여러 종류의 Mg합금 중 Mg-Al-Zn계 합금이 산업현장에서 가장 많이 사용된다. AZ31의 화학조성은 Mg-3Al-1Zn이며 주조 또는 가단방식(압출, 단조 및 압연)으로 생산되는데 압연성이 매우 탁월하여 판재로도 많이 사용된다.

 

○ AZ31합금의 Al함량이 증가할수록 고용체와 금속간화합물을 더 많이 형성하여 YS와 UTS가 증대된다. 또한, 상당 양의 Al과 Zn을 같이 첨가하면 취성의 석출물 생성으로 연성은 저하되나 강도는 증대된다. Al에 비하여 Zn은 고용강화제 임으로 연성저하보다는 강도향상에 더 큰 효과가 있다. 반면에 Al은 내식성과 내산화성을 증대시킨다.

 

○ Al의 가장 큰 효과는 적정하게 우수한 강도와 연성을 동시에 갖는 합금이 되게 하는 것이다. 그러나 AZ31합금의 주 강화상인 Mg17Al12석출상이 열적으로 불안정하여 120oC이상으로 가열되면 분해하여 Al이 Mg 기지에 고용되기 때문에 강도가 현저히 감소하여 고온구조재료로는 사용이불가능하다.

 

○ 최근, Mg합금의 고온 기계적 성질을 개선하기 위한 노력으로 Mg-Al기 합금에 Ca를 첨가하여 고온강도개선으로 크리프 특성을 높이려는 연구가 진행되고 있으나 크리프저항성을 높이는 변형기구 규명연구가 필요하다. AZ31합금에 Ca를 첨가하면 열적활성화 과정에 의하여 고온가공성이 좋아지고 Al2Ca석출상이 결정립 성장을 억제하여 AZ31합금에 비하여 조직이 미세하고 균질화 된다.

 

○ 본 분석 자료는 AZ31합금에 0.5wt%Ca를 첨가한 시료의 고온강도 개선을 위한 국내학자가 발표한 몇 안 되는 연구로 열처리에 따른 상변태와 미세조직 변화, 압축시험온도와 변형율에 따른 미세조직의 변화거동을 면밀히 분석한 연구이다. 미국 등 구미각국은 물론 일본과 중국에서도 고온 강도가 우수한 Mg합금개발 연구가 활발히 수행되고 있다. 특히 Mg-RE계 고온용 합금개발 연구가 괄목할 만하다.

저자

T.Y. Kwak, H.K. Lim, W.J. Kim,

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

658()

잡지명

Journal of Alloys and Compounds

과학기술
표준분류

재료

페이지

157~169

분석자

남*우

분석물

• Mg-3Al-1Zn합금의 열간압축특성에 영향을 주는 Ca첨가.pdf [508,338 byte]

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