일반기술

합금원소(아연, Zn) 첨가에 의한 고강도/고연성 판재용 마그네슘 합금 개발과 그 제조 방법

본 기술에 따르면, 아연은 3～22 중량%, 이트륨은 0.6 ~ 4.0 중량% 이고 잔부가 마그네슘으로 이루어지는 합금에 아연을 최대 고용한 까지 고용시킨 후 급냉을 통해 고용체 강화 및 변형거동 변화로 고강도, 고연성의 마그네슘 합금이 제공된다. 본 기술은 Mg-Zn-Y 3원계 합금으로써 아연/이트륨 비에 따라 상 분석을 한 기존의 논문을 바탕으로 준결정상과 금속 고용체의 이상영역이 존재하며, 주조방법에 의한 응고 시 마그네슘기 고용체(알파 마그네슘)가 초정으로 형성되어 기지조직을 이루고 있고, 준결정상이 제2상으로 마그네슘기 고용체와 공정상을 형성하여 기지 내에 준결정 입자상이 강화 상으로 형성되고 열간 성형성이 우수한 종래의 준결정상 강화 마그네슘 합금인 Mg-3～22 wt%Zn-0.3~4.0 wt%Y 합금을 선택하였다. 본 기술의 합금설계 방법으로는 3원계 합금에 기존의 2상 미세구조를 유지하는 아연/이트륨 비가 4.5 ~ 5를 유지하면서 준결정상의 분율을 증가시켰고 아연/이트륨 비가 12 이상 넘지 않도록 하여 Mg7Zn3상 형성을 억제하였다. 마그네슘기 고용체에 아연 함량을 늘리기 위해 마그네슘 합금용탕이 들어있는 철강 몰드에 물을 흘려줘 급냉 시켰다. 또한 400 ℃도에서 용체화 처리한 후 수냉을 하였으며, 마찬가지로 열간 압연과 열처리 후 수냉을 통해 Mg7Zn3상 형성을 억제하였다. 본 기술의 합금은 준결정상이 포함되어 있고 이 준결정상이 기지금속과 안정한 계면을 이루고 있어서 강도증가의 역할을 한다. 마그네슘기 고용체의 아연 함량이 증가됨으로 고용체 강화로 강도증가 효과를 구현하였고, 또한 아연 첨가로 마그네슘기 기지의 변형거동이 변화되어 즉, 기계적 쌍정이 더 잘 생성됨으로 연성증가 효과도 동시에 구현할 수 있어 공업적 활용에 있어 더욱 효과적이다.