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Mg-0.6at.%Y 합금의 성형성과 에릭슨 시험 중의 쌍정형성 및 결정배향 거동

전문가 제언: ○ Mg합금은 조밀육방정 결정구조에서 오는 슬립계의 제한 때문에 상온성형성이 불량하고 특히 압연이나 압출과 같은 가공 시에는 집합조직의 형성으로 항복이방성이 발생하는 문제가 있다. RE(희토류 원소)는 Mg합금의 집합조직 완화와 성형성의 향상에 유효하여 RE를 첨가하는 합금설계가 많이 연구되고 있다. 이 중 Mg-Y 합금은 소량의 Y첨가에서도 밑면<a>슬립 외에 쌍정변형과 <c+a>슬립의 활성화에 의해 연성이 크게 향상된다고 보고되고 있다.

○ 에릭슨 시험에 의한 Mg-0.6at.%Y 합금판재의 LDH는 4.2로 AZ31 압연판재의 1.8보다 훨씬 높은 성형성을 보였다. 에릭슨 시험은 다축변형 방법이므로 일축인장으로 얻는 연성(연신율)보다는 판재의 신장성형성을 잘 반영한다. 에릭슨 시험의 변형과정에서 Mg-0.6at.%Y 합금은 변형 초기부터 인장쌍정이 형성되고 변형의 진행에 수반하여 그 면적률이 증가한다. 변형 중기 이후부터는 압축쌍정과 압축쌍정의 내부에 { }-{ } 이중쌍정이 형성되면서 변형이 진행한다.

○ Mg-Y합금에서는 압축쌍정과 <c+a>슬립이 활성화함으로써 집합조직이 약화되어 연성의 향상을 가져오고, 전단 띠의 형성과 균일한 분포가 파괴에 대한 민감도를 감소시킨다고 보고되고 있다(Acta Materialia, 59, pp.429？439, 2011). Mg-0.6at.%Y 합금이 높은 LDH를 보이는 것은 이러한 효과가 반영된 것으로 생각된다. AZ31, Mg-Ce, Mg-Li 합금에서는 { }-{ } 이중쌍정이 상온성형성을 향상시킨다는 보고가 있다. 그러나 본 연구의 Mg-0.6at.%Y 합금에서는 변형 후기에 이중쌍정이 미소균열의 발생원으로 작용한다는 점에도 유의할 필요가 있다.

○ 국내에서도 Y를 첨가한 Mg-Y-Nd 합금(KIMM), Mg-Zn-Y 합금(연세대) 등이 보고되었으나 고온강도나 내식성의 향상에 관한 연구로서 Mg-Y 2원계 합금의 성형성에 관한 연구는 검색되지 않는다. 쌍정변형은 슬립변형의 보조적인 변형기구이지만 쌍정을 형성한 부분은 슬립변형이 일어나기 좋은 방위가 된다. 이처럼 Mg-Y 합금의 쌍정변형은 성형성에 중요한 영향을 미치므로 이에 관한 심도 있는 연구가 필요하다.

저자: Tetsu Suzuki1, Daisuke Ando, Hidetoshi Somekawa, Yuji Sutou and Junichi Koike
자료유형: 니즈학술정보