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마그네슘 합금은 환경 및 에너지 문제의 관심으로 많은 각광을 받고 있는 합금이다. 높은 비강도 및 내진성, 내충격성 등 많은 장점을 가지고 있는 마그네슘 합금은 그 적용범위가 더욱 더 커지고 수요도 급증하고 있다. 하지만 자동차, 항공기 등 운송수단의 경량화를 목적으로 사용되어지는 마그네슘 합금은 낮은 내열성으로 인하여 사용에 많은 제약이 따르는 문제점을 가지고 있다. 대표적 주조용 마그네슘 합금인 AZ91은 주 석출물인 Mg17Al12상이 열적으로 취약하여 고온의 환경에서 사용이 어렵다. 이에 대한 해결책으로 고온에서 취약한 Mg17Al12상의 형성을 억제하고 이를 대체할 새로운 상을 형성시키기 위해 새로운 원소를 첨가하는 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 AZ91합금에 Ca 및 Zn을 첨가하여 Mg17Al12상의 형성을 억제하고 고온에서 안정한 새로운 금속간 화합물을 형성시키려고 하였으며 이에 대한 주조성 및 부식시험을 병행하여 수행하였다.AZ91합금을 기본으로 하여 Ca 및 Zn을 첨가한 합금을 CO2+SF6 분위기에서 중력주조를 하였다. 이와 같은 방법으로 얻어진 합금은 미세조직 및 기계적 특성, 부식특성의 변화를 관찰하였고, 합금의 주조성 시험도 수행하였다. 실험결과, AZ91에 Ca을 첨가한 합금의 미세조직은 Ca을 첨가함에 따라 Mg17Al12상의 불연속 석출물이 사라지고 2%Ca이상의 첨가에서는 Mg17Al12상이 거의 사라지고 Lamella 구조를 가진 고온안정상 Mg-Al-Ca상이 형성되었다. Zn을 첨가한 합금의 미세조직은 4%Zn 이상의 첨가에서 5-fold 형태의 Mg-Zn-Al 준결정상이 Mg17Al12상과 혼재하여 입계를 따라 형성되었다. Ca을 첨가한 합금의 강도는 Ca의 첨가량이 증가함에 따라 상온에서는 저하되었으나 온도가 높아짐에 따라 AZ91합금과 비교하여 개선된 결과를 나타냈다. 또한 ...

마그네슘 합금은 환경 및 에너지 문제의 관심으로 많은 각광을 받고 있는 합금이다. 높은 비강도 및 내진성, 내충격성 등 많은 장점을 가지고 있는 마그네슘 합금은 그 적용범위가 더욱 더 커지고 수요도 급증하고 있다. 하지만 자동차, 항공기 등 운송수단의 경량화를 목적으로 사용되어지는 마그네슘 합금은 낮은 내열성으로 인하여 사용에 많은 제약이 따르는 문제점을 가지고 있다. 대표적 주조용 마그네슘 합금인 AZ91은 주 석출물인 Mg17Al12상이 열적으로 취약하여 고온의 환경에서 사용이 어렵다. 이에 대한 해결책으로 고온에서 취약한 Mg17Al12상의 형성을 억제하고 이를 대체할 새로운 상을 형성시키기 위해 새로운 원소를 첨가하는 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 AZ91합금에 Ca 및 Zn을 첨가하여 Mg17Al12상의 형성을 억제하고 고온에서 안정한 새로운 금속간 화합물을 형성시키려고 하였으며 이에 대한 주조성 및 부식시험을 병행하여 수행하였다.AZ91합금을 기본으로 하여 Ca 및 Zn을 첨가한 합금을 CO2+SF6 분위기에서 중력주조를 하였다. 이와 같은 방법으로 얻어진 합금은 미세조직 및 기계적 특성, 부식특성의 변화를 관찰하였고, 합금의 주조성 시험도 수행하였다. 실험결과, AZ91에 Ca을 첨가한 합금의 미세조직은 Ca을 첨가함에 따라 Mg17Al12상의 불연속 석출물이 사라지고 2%Ca이상의 첨가에서는 Mg17Al12상이 거의 사라지고 Lamella 구조를 가진 고온안정상 Mg-Al-Ca상이 형성되었다. Zn을 첨가한 합금의 미세조직은 4%Zn 이상의 첨가에서 5-fold 형태의 Mg-Zn-Al 준결정상이 Mg17Al12상과 혼재하여 입계를 따라 형성되었다. Ca을 첨가한 합금의 강도는 Ca의 첨가량이 증가함에 따라 상온에서는 저하되었으나 온도가 높아짐에 따라 AZ91합금과 비교하여 개선된 결과를 나타냈다. 또한 크리프 특성에서도 고온안정상인 Mg-Al-Ca상의 영향으로 Ca의 첨가량이 증가함에 따라 creep rate가 감소하는 거동을 보였다. Zn을 첨가한 합금에서의 강도는 상온과 고온에서 모두 AZ91합금과 비교하여 우수한 결과를 나타내었지만, 크리프 특성에서는 Mg-Zn-Al 준결정상의 낮은 녹는점으로 인하여 첨가량이 증가함에 따라 creep rate가 증가하는 거동을 보였다. 주조성 실험결과, Ca을 첨가한 합금은 Ca의 첨가량이 증가하면 유동도 및 열간균열 저항성이 입자미세화와 고액공존구간 감소 등의 원인으로 AZ91합금과 비교하여 향상된 결과를 나타냈으나 다량의 Ca의 첨가되면 용탕내에 산화물의 혼입으로 인하여 다소 저하된 결과를 나타냈다. Zn을 첨가한 합금은 AZ91합금과 비교하여 유동도 및 열간균열 저항성이 모두 저하되는 거동을 보였으나 6%Zn을 첨가한 합금은 열간균열 저항성에서 급격히 향상된 결과를 얻었다. Ca 및 Zn을 첨가한 합금의 부식특성 변화는 Mg17Al12상 및 새롭게 형성된 Mg-Al-Ca, Mg-Zn-Al상이 부식 장애물 역할을 수행하여 부식특성이 개선된 효과를 얻었다. Ca을 첨가한 합금 중 Ca의 첨가량이 증가함에 따라 α-Mg에 Ca의 용질원자가 고용되어 갈바닉 부식을 유발하여 부식 속도가 증가하는 결과를 나타냈지만, Zn을 첨가한 합금은 α-Mg에 Zn가 고용되지 않아서 심한 갈바닉 부식현상은 나타나지 않았으며 부식 속도는 AZ91합금과 비교하여 우수한 결과를 나타내었다.

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