용탕처리에 의한 H2 gas제거가 미치는 Al-Mg 합금의 기계적 특성에 관한 연구

Abstract

Al 합금은 Mg과 함께 경량 재료로써, 비강도가 좋고 가공성이 우수하여 항공기, 해저구조물, 차량구조물, 스포츠용품, 기계장비 등에 널리 사용되고 있으며, 공업 재료로써 중요한 위치를 차지하고 있다. 특히 연비 증가와 에너지 절약을 위한 차량 경량화 추세에 따라 강도 및 성형성, 용접성을 갖춘 경금속 개발 및 특성에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 Mg 함량을 증가할수록 용해조건이 까다로워질 뿐만 아니라 합금의 응고부식균열 저항성을 낮추는 상으로 알려진 Al3Mg2나 Mg5Al8이 형성되기 때문에 Mg 함량을 5~7wt%이하로 제한된다 따라서 Mg함량의 제한에 따른 강도 감소분을 보충하기 위하여 그동안 새로운 합금원소를 첨가하는 등 다양한 연구가 진행되었으나 아직 이에 대한 연구가 충분하지 않다. 따라서 본 연구는 Al-Mg합금 내 수소가스를 제거하기 위하여 Mg함량을 현재 시중에 가장 많이 사용되고 있는 Al-6wt%Mg와 Al-10, 15wt%Mg를 사용하였으며, 탈가스법을 이용하여 gas flow rate를 8ℓ/min로 Bubbling을 5, 10, 15, 20min동안 실시하였다. 그리고 합금내의 Porosity는 염색침투 탐상 시험법을 이용하여 측정되었고 수소가스 분석장비를 이용하여 수소 가스 함량을 분석하였다. 또한 OM image 관찰을 통한 조직미세화 분석 및 Hardness, 인장실험을 통한 기계적 특성분석을 실시하였다. Al-Mg합금에 내재되어 있는 수소가스는 Mg 함량과 온도가 낮고, Bubbling 시간이 길수록 수소가스 량이 감소하는 경향을 보였으며, 조직 미세화 및 기계적 특성분석도 온도가 낮고, Bubbling 시간이 길수록 조직 미세화가 이루어졌으며, 경도 및 인장실험결과가 좋았음을 확인할 수 있었다.