Mg-2Zn-2Gd 합금의 다축단조에 의한 결정립 미세화와 기계적 성질의 개선

전문가 제언

○ Mg합금의 강소성 가공(SPD)에 의한 결정립미세화는 우수한 상온강도와 연성의 양립을 가능케 하므로 hcp구조로 인하여 연성이 부족한 Mg합금의 성형성 개선에는 매우 효과적이다. SPD법의 일종인 다축단조법(MAF)은 매 패스마다 소재를 90°회전시켜 압축하는 가공법으로 일명 MDF(Multi-Directional Forging)로도 불린다. 다축단조는 미세립 조직과 집합조직의 형성을 제어할 수 있고 통상의 프레스 장치로 적용이 용이하다는 장점이 있다. 본고에서는 Mg-2Zn-2Gd 합금에 MAF를 적용한 결과를 소개하였다.

 

○ 패스당 변형률을 2.1로 하는 2패스 MAF가공에 의해 Mg-2Zn-2Gd 합금의 결정립은 주조상태의 25㎛에서 5㎛으로 미세화하여 인장강도가 116MPa에서 220MPa로 2배나 증가하였다. 또 어닐링(500℃ 2h) 후의 2패스 MAF가공으로 결정립은 1㎛까지 미세화하여 인장강도 272MPa, 연신율 30%의 고강도？고연성이 실현되었다. 불과 2패스 MAF가공으로 기계적 특성의 개선 효과가 현저한 점은 눈여겨 볼만 하다. 열용량이 큰 대형시편에서는 재가열 없는 2패스 MAF가공도 가능할 것이다.

 

○ 다축단조에서는 초기의 단조에서 형성되는 집합조직의 영향으로 버클링(buckling)이 일어나므로 매 패스마다 재료의 교정이 필요하여 실용화의 장애가 되고 있다. 이를 개선한 방법으로 금형을 이용하는 다축단조법이 개발되었다(Jpn. Inst. Met. Mater., 79(6), 2015, pp.295～302). 또 패스당 변형률을 작게 하여 단시간에 수백 패스를 완료하는 소변형률 MDF법, 재가열 없이 다단계 공정을 완료시키는 온도강하 MDF법, 고변형속도 MDF법 등 여러 가지 형태의 다축단조법이 출현하고 있다.

 

○ 국내의 경우 철강재료나 알루미늄 합금 등에 적용하는 일반적인 단조에 관한 연구는 드물게 발표되고 있으나 다축단조에 관한 연구개발은 없는 실정이다. 다축단조법은 결정립미세화와 집합조직의 제어에 효과적이므로 난가공성인 Mg합금의 성형성 개선에는 매우 유효한 방법이다. 또 ECAP 등과 같은 SPD법과는 달리 공정이 단순하고 프레스 장치로 용이하게 적용할 수 있으므로 실용기술로 발전할 가능성이 크다.

 

저자

P. Trivedi, K.C. Nune a, R.D.K. Misra, S. Goel, R. Jayganthan, A. Srinivasan

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

668()

잡지명

Materials Science And Engineering: A

과학기술
표준분류

재료

페이지

59~65

분석자

심*동

분석물

• Mg-2Zn-2Gd 합금의 다축단조에 의한 결정립 미세화와 기계적 성질의 개선.pdf [466,837 byte]

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