고압슬라이드(HPS) 가공에 의한 AZ61 합금의 결정립 미세화와 초소성 특성

전문가 제언

○ Mg합금은 hcp결정구조에서 연유하는 슬립계의 제한과 집합조직에 의한 소성이방성 때문에 성형성에 문제가 있는 것은 잘 알려진 사실이다. Mg합금의 성형성 대책으로서 고온인장에서 400%이상의 균일연신을 나타내는 초소성(superplasticity)을 부여하는 방법이 많이 연구되고 있다. 예를 들면 ECAP법이나 HPT법과 같은 강소성 가공으로 초미세결정립이 형성된 AZ31, AZ61, AZ91, ZK60 합금 등에서 초소성이 보고되고 있다. 본고에서는 새로운 강가공법으로 개발된 HPS(High-Pressure Sliding)법을 적용한 AM61합금의 초소성 특성을 소개한다.

 

○ HPS법은 Kyusu대학에서 개발한 방법으로, 상/하 금형의 중간에 플런저를 삽입하고 금형과 플런저 사이에 가공재를 장입하여 상/하 금형에 압력을 가한 상태에서 플런저를 밀어 가공재에 전단변형을 도입함으로써 결정립을 미세화하는 방법이다(Mater. Trans. 50, 930-933, 2009). 이 방법은 순Al, Al-Mg합금, A7075합금 등에 적용되어 결정립미세화 효과가 입증된바 있다. 또 Mg합금에서는 AZ61합금 판재에서 적용성이 확인되었으나 봉재에는 본 연구에서 최초로 적용되었다.

 

○ 초소성 변형은 입계슬립기구에 의해 일어나므로 수㎛ 이하의 미세결정립 조직을 필요로 한다. 본 연구의 가공조건에서는 3회의 HPS가공으로 450㎚의 미세립조직과 1140%의 초소성 연신이 달성되었다. ECAP이나 HPT와 같은 기존의 강소성 가공법 보다 장치가 단순하고 가공이 용이하다는 장점이 있으며 초소성 효과도 우수하다. HPS가공에서는 금형에 가하는 압력과 가공온도가 결정립미세화에 중요한 요인이 되므로 높은 변형속도에서 초소성을 실현할 수 있는 공정조건의 파악이 필요하다.

 

○ 국내에서도 강소성 가공법에 의한 AZ31, AZ61 Mg합금의 결정립미세화와 초소성에 관한 연구가 홍익대, 포항공대 등에서 이루어져 국내외 학술지와 심포지엄에서 발표되어 왔다. ECAP법, HPT법과 같은 기존의 강소성 가공법은 결정립미세화 효과는 우수하지만 연구용으로 적용하는 수준에 머물러 있다. 새로운 HPS법을 포함하여 실용적 관점에서 접근하는 강소성 가공법의 연구개발이 필요하다.

 

저자

Takahiro Masuda1, Kazushige Fujimitsu1, Yoichi Takizawa and Zenji Horita

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

80(2)

잡지명

日本金屬學會誌

과학기술
표준분류

재료

페이지

128~133

분석자

심*동

분석물

• 고압슬라이드(HPS) 가공에 의한 AZ61 합금의 결정립 미세화와 초소성 특성.pdf [513,101 byte]

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