AZ31 Mg 합금의 고온변형 중 일어나는 입계미끄럼의 메커니즘

전문가 제언

○ Mg 합금의 주요 크리프 메커니즘인 입계미끄럼(Grain Boundary Sliding, GBS)을 억제하려면 고온에서 안정한 제2상을 석출시켜 GBS를 방해할 필요가 있다. 본고에서는 AZ31 합금의 고온 저응력 크리프 시험을 통하여 석출물의 역할을 조사하고, GBS 메커니즘을 설명하는 두 가지 모델을 테스트한다. 또 GBS 크리프 속도에 관한 Langdon(Acta Metall. Mater., 42, 1994, 2437)의 관계식과의 연관성을 검토한다.

○ AZ31 합금에 대한 저응력(1～13MPa), 고온(230, 270, 350℃)에서의 크리프 실험 결과 관찰된 석출상 (Mg17Al12)는 열적으로 불안정하여 450℃에서 완전히 사라졌다. AZ31의 결정립 형태는 크리프에 의해 바뀌지 않았고, 이 거동은 Rachinger 모델(J. Inst. Met. D, 81, 1952, 33)과 일치하였다. 크리프와 입계확산의 활성화에너지가 유사한 사실과 실험에서 얻은 응력지수(n≃2)가 Langdon 관계식의 응력지수와 일치하는 것으로부터 AZ31 크리프의 변형 메커니즘이 GBS라고 결론지었다.

○ 크리프를 묘사하는 구성방정식 dε/dt=f(T, d, σ)로 표시된다. dε/dt, T, d, σ는 각각 크리프속도, 온도, 결정립도, 응력을 가리킨다. T만 변수일 경우 방정식은 dε/dt=Aexp(-Q/RT)로 되어 크리프의 활성화에너지 Q를 구할 수 있다. d만 변수일 경우 dε/dt=Bd-p으로 되어 역결정립도지수 p를 구할 수 있다. 또 σ만 변수일 경우 dε/dt=Cσn로 되어 응력지수 n을 구할 수 있다. 전술한 Langdon을 비롯하여 많은 연구자들이 Q, n, p의 값의 비교를 통하여 크리프의 메커니즘을 규명하고자 노력하였다.

○ 국내에서도 Mg 합금의 크리프의 메커니즘에 대한 연구는 홍익대, 연세대, 재료연구소 등 여러 곳에서 수행된 바 있다. 본고의 저자들은 크리프의 활성화에너지 Q와 응력지수 n은 구하였으나 d가 22㎛ 한 가지였으므로 p는 구하지 못하였다. Q와 n의 값으로 보아 GBS가 크리프를 지배하는 것으로 보이지만 결정립도가 비교적 크므로 Langdon의 기준에서는 좀 벗어난다. AZ31 합금 저응력 크리프의 정확한 메커니즘을 밝히려면 이런 모호한 점들의 규명이 필요할 것이다.

저자

P. S. Roodposhti, A. Sarkara, K. L. Murty, H. Brodyb, R. Scattergood

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

669()

잡지명

Materials Science And Engineering: A

과학기술
표준분류

재료

페이지

171~177

분석자

심*주

분석물

• AZ31 Mg 합금의 고온 변형 중 일어나는 입계 미끄럼의 메커니즘.pdf [321,751 byte]

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