반 응고 상태의 Mg-Nd-Zn기지 SiCp/ZM6 복합재료의 미세구조

전문가 제언

○ 구조용 금속재료 중 가장 가벼운 Mg합금은 차량경량화를 통한 에너지와 배기가스 감소로 환경오염 방지에 도움이 되나 강도가 약한 것이 문제이다. 이를 극복하기 위하여 개발된 AZ31합금 주조부품은 Mg주조품의 90%이상 차지 할 정도로 많이 사용된다. 그러나 이 합금 역시 고온 강도가 낮은 것이 사용상의 큰 제한점이다. AZ31에 소량의 RE첨가로 실온 및 고온기계적 성질이 개선되어 경량화부품으로 사용되나 열간균열 발생이 잘 되어 신뢰성이 낮은 문제와 주조 시 첨가할 수 있는 RE양이 극소량이기 때문에 RE가 첨가된 Mg합금개발을 어렵게 한다.

 

○ 반 응고(Semi-solid)공정은 정밀정형(near net-shape)부품을 제조할 수 있는 기술로 고상선과 액상선의 중간온도에서 주조하는 것이다. 기존의 다이케스팅 법과 비교하여, 반 응고공정은 낮은 조업온도, 흐트러짐 없는 주입 및 작은 응고수축 등의 장점 때문에 가스포집 및 열간균열의 우려가 없다. 또한, 반 응고상태에서 고상결정립이 구상이면 액상과 같이 흐르기 때문에 이 공정이 복합재료제조에 효과적이다.

 

○ 최근 Mg-RE합금의 고온 기계적 성질을 더 개선하기 위한 많은 노력 중 중요한 것이 희토류(RE)를 첨가한 Mg-RE 신 합금과 세라믹스 입자, 화이버 및 위스커 등으로 강화시킨 Mg-RE기지 복합재료(MMCs) 개발 등이 있다.

 

○ 본 분석 자료는 반 응고상태 Mg합금에 첨가된 RE가 고상의 구상결정립을 미세화 시킨다는 것과 또한 반 응고상태 Mg합금에 첨가된 SiC는 결정립을 미세화 시킨다는 문헌보고를 참조하여 Mg-Nd-Zn/SiCp복합재료의 조직을 제어하는 것을 소개한다. 조직제어공정으로 반 응고 열변태(semisolid thermal transformation, SSTT)방법과 재결정 부분용해(recrystallization and partial melting, RAP)방법을 이용한다. 실험결과는 RAP공법이 더 미세한 구상의 결정립을 갖는 것을 알려준다.

○ Mg-RE기지 복합재료 개발연구는 2000년부터 일본에서 시작된 후 현재는 중국에서 활성화 되고 있다. 우리나라 에서는 연구결과가 아직 보고된 바 없다. 이 분야 연구의 활성화가 요구된다.

저자

Q. Chen, G.Chen, L. Han, N. Hu, F. Han, Z. Zhao, X. Xia, Y. Wan

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

656()

잡지명

Journal of Alloys and Compounds

과학기술
표준분류

재료

페이지

67~76

분석자

남*우

분석물

• 반 응고 상태의 Mg-Nd-Zn기지 SiCp ZM6 복합재료의 미세구조.pdf [516,955 byte]

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