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학위논문 상세정보

AM80 마그네슘 합금의 시효처리에 미치는 Si 첨가의 영향 원문보기

  • 저자

    최태영

  • 학위수여기관

    경상대학교 대학원

  • 학위구분

    국내석사

  • 학과

    금속재료공학과

  • 지도교수

  • 발행년도

    2014

  • 총페이지

    vi, 42 p.

  • 키워드

    Mg alloy AM80 Al-Si Aging treament T6;

  • 언어

    kor

  • 원문 URL

    http://www.riss.kr/link?id=T13534173&outLink=K  

  • 초록

    최근 자동차 생산 및 수송기기의 이용률이 급성장함에 따라 전체 온실가스 배출량 중 교통 분야가 20%이상 차지하고 있고, 지구 온난화가 더욱 가속화됨에 따라 전세계적으로 환경 규제가 강화되고 있다. 이에 자동차 산업분야에서는 최근 강화된 환경규제에 대처하기 위하여 자동차 부품의 경량화와 그에 따른 연비 향상을 통한 온실가스(CO2)를 감소시키려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 차체 경량화를 위한 연구가 증가함에 따라 우수한 경량성을 지닌 마그네슘 합금이 자동차 및 항공기 부품의 경량화를 위한 구조용 소재로서 각광받고 있다. 그리고 우수한 비강도 및 비강성, 진동 감쇠능, 전자파 차페능 등의 특성을 지니고 있어 경량화를 위한 구조용 소재나 휴대용 전자기기의 케이스 소재로서 적용되고 있다. 하지만, 합금의 낮은 성형성으로 다이캐스팅 등의 공정으로 제한적으로 제조되고 있다. 이를 대체하기 위해 우수한 주조성을 지닌 Mg-Al계 마그네슘 합금의 미세조직 제어에 대한 관심이 증가하고 있다. 그러나, Mg-Al계 마그네슘 합금은 Al의 첨가량이 증가할수록 β(Mg17Al12)상의 증가로 강도는 증가하나 이 β상은 낮은 고온 특성을 지니고 있어 150℃이상에서 사용되는 부품 적용에 어려움을 겪고 있다. 이를 개선하기 위해 300℃에서 사용 가능한 4%Al과 2%희토류 원소를 첨가한 AE42 마그네슘 합금을 개발하였으나, 희토류 첨가에 따른 제조 단가 상승과 낮은 상온 강도 요인으로 합금 적용에 제한이 되어 왔다. 이러한 문제점들을 해결하고자 Mg-Al계 마그네슘 합금에 희토류 원소보다 상대적으로 저렴한 Si을 첨가하여 조직 내 고온에서 안정한 정출 상인 Mg2Si상(용융점:1085℃)을 생성시킴으로써 고온 특성을 향상시키려는 연구들이 보고되고 있다. 기존의 마그네슘 합금들은 100℃ 이상의 고온 환경에서의 기계적 특성 저하로 인해 내열 부품 적용이 제한되고 있었으나, Si 첨가로 인해 Mg2Si상이 생성되어 고온 환경에서 요구되어지는 부품 적용이 가능할 것으로 예상되어진다. 다이캐스팅과 같이 응고속도가 빠른 공정의 경우 응고시 Mg2Si상이 미세하게 정출되어 강도 및 고온 크리프 저항성이 향상되나, 사형주조나 금형주조와 같은 응고속도가 느린 공정의 경우 응고시 Mg2Si상이 조대하게 정출되어 취성을 증가시킨다. 이러한 Mg2Si상은 냉각속도가 조금만 느려도 기계적 특성의 저하를 가져오는 조대한 Chinese script 형태로 화합물이 생성되는 문제점이 있다. Mg2Si상을 polygonal type으로 개량화시키는 방법에는 합금원소 첨가, 용탕 활성화, 급속응고 등이 있다. 또한, Al 이 6wt% 이상 첨가된 경우 시효 열처리를 통해 석출경화 효과로 기계적 특성을 향상시킬 수 있다. 따라서 본 논문은 AM80 마그네슘 합금의 고온 특성 향상을 위하여 AM80-xSi 마그네슘 합금을 제조하고, Si을 첨가에 따른 미세조직 변화 관찰 및 열처리 조건에 대한 첨가원소의 영향을 미세조직학적으로 평가하였다.


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