KR102031136B1 - Magnesium alloy sheet and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마그네슘 합금 판재에 관한 것이다.
본 발명의 일 구현예는 전체 100중량%에 대해, Ca: 0.01 내지 0.9중량%, Sr: 0.01 내지 0.4중량%, 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 마그네슘 합금 판재를 제공한다.The present invention relates to a magnesium alloy sheet material.
One embodiment of the present invention provides a magnesium alloy plate comprising 0.01% to 0.9% by weight, 0.01% to 0.4% by weight Sr, 0.01% to 0.4% by weight, balance Mg and other unavoidable impurities.
Description
본 발명의 일 구현예는 마그네슘 합금 판재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.One embodiment of the present invention relates to a magnesium alloy sheet and a method of manufacturing the same.
마그네슘 합금은 구조용 금속소재 중 가장 가벼우며, 비강도, 비강성, 진동 흡수능 등이 우수하여 전자 및 IT 산업뿐 아니라 수송기기용 경량 소재로서 갈수록 그 중요성이 더해지고 있다. Magnesium alloy is the lightest among the structural metal materials, and excellent strength, non-stiffness, vibration absorption ability, etc. is becoming more important as a lightweight material for transportation equipment as well as electronics and IT industry.
그러나, 마그네슘은 전기화학적으로 활성이 큰 금속으로 부식 환경에 노출될 경우 빠른 속도로 부식이 진행되는 단점이 있어 소재화 적용에 한계가 있다. 따라서, 마그네슘 합금의 적용 분야 확대를 위해 열악한 부식 환경에 적용 가능한 새로운 고내식 마그네슘 소재 개발이 필수적이다.However, magnesium is a highly electrochemically active metal, and when exposed to a corrosive environment, there is a drawback that corrosion proceeds at a rapid rate, and thus there is a limit to material application. Therefore, it is essential to develop new highly corrosion-resistant magnesium materials that can be applied to harsh corrosive environments in order to expand the application fields of magnesium alloys.
특히, 순수 마그네슘은 전기화학적으로 표준 수소 전극 전위가 -2.38V 정도로 활성이 매우 큰 금속으로 부식 환경에 노출 시 빠른 속도로 부식이 진행된다. 대기 중에서는 표면에 형성되는 MgO 피막으로 인해 중탄소강 또는 일반 알루미늄 합금과 대등한 내식성 수준을 보이는 반면, 수분이 존재하거나 산성 또는 중성 용액 내에서는 표면 피막이 불안정해져 부동태를 형성하지 못해 빠른 속도로 부식이 진행된다. 실내 및 실외 대기 노출 시 Mg 부식 생성물을 분석한 결과 주로 마그네슘의 수산화물, 탄산염, 수분 등으로 구성됨을 확인할 수 있다. In particular, pure magnesium is a very active metal electrochemically having a standard hydrogen electrode potential of -2.38V, and corrosion occurs rapidly when exposed to a corrosive environment. In the atmosphere, the MgO coating formed on the surface shows a level of corrosion resistance comparable to that of medium carbon steel or ordinary aluminum alloys, while in the presence of moisture or in acidic or neutral solutions, the surface coating becomes unstable and does not form a passivation, which leads to rapid corrosion. Proceed. As a result of analyzing Mg corrosion products in indoor and outdoor air exposure, it can be confirmed that mainly composed of magnesium hydroxide, carbonate, and moisture.
일반적으로 금속소재의 부식은 금속소재와 주위 환경과의 전기화학적 반응에 의해 금속 소재가 소멸되어 기능이 저하되거나 구조적으로 파손, 파괴되는 현상을 의미한다. 부식은 금속 제품의 성능이나 수명과 직접적으로 관계되는 중요한 현상으로 제품이나 구조물의 파손을 일으키는 원인이 되어 대부분의 사용 환경에서는 이러한 부식을 억제하기 위한 다양한 방법들을 적용하고 있다. In general, the corrosion of a metal material means a phenomenon in which the metal material is destroyed by electrochemical reaction between the metal material and the surrounding environment, thereby deteriorating its function or structurally breaking or destroying it. Corrosion is an important phenomenon that is directly related to the performance or lifespan of metal products. It causes damage to products and structures, and various methods are applied to suppress such corrosion in most use environments.
그러나 생체재료와 같이 금속의 부식현상을 역으로 이용하여 제품의 기능성을 차별화하는 경우도 있다. 고내식 마그네슘 소재는 불순물, 미세조직, 표면상태, 부식환경 등의 다양한 부식 인자를 보유하고 있어, 합금 제조시에 불가피하게 혼입되는 불순물의 종류 및 함량, 특성 향상을 위해 인위적으로 첨가하는 합금 원소의 종류와 함량, 소재 제조방법 및 공정 조건 등을 제어하여 사용 환경에 따라 적절한 부식 특성을 갖도록 설계 및 제조를 하게 된다.However, in some cases, such as biomaterials, the corrosion of metals is reversed to differentiate product functionality. High corrosion-resistant magnesium material has various corrosion factors such as impurities, microstructure, surface condition, and corrosive environment. Therefore, the alloy element added artificially to improve the type, content, and characteristics of impurities inevitably mixed in alloy production The type and content, material manufacturing method and process conditions are controlled to design and manufacture to have proper corrosion characteristics according to the use environment.
순수 마그네슘에 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 또는/및 바륨(Ba)을 첨가하되, 상기 성분의 조성 범위를 제어하여 부식 저항성이 우수한 마그네슘 합금 판재를 제공하고자 한다.Although calcium (Ca), strontium (Sr), and / or barium (Ba) is added to pure magnesium, the composition range of the components is controlled to provide a magnesium alloy plate having excellent corrosion resistance.
본 발명의 일 구현예인 마그네슘 합금 판재는, 전체 100중량%에 대해, Ca: 0.01 내지 0.9중량%, Sr: 0.01 내지 0.4중량%, 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. Magnesium alloy sheet material of one embodiment of the present invention, with respect to 100% by weight, may include Ca: 0.01 to 0.9% by weight, Sr: 0.01 to 0.4% by weight, the balance Mg and other unavoidable impurities.
이때, 상기 Ca: 0.01 내지 0.6중량%일 수 있다.In this case, the Ca: may be 0.01 to 0.6% by weight.
본 발명의 다른 일 구현예인 마그네슘 합금 판재는, 전체 100중량%에 대해, Ca: 0.01 내지 0.9중량%, Ba: 0.01 내지 0.6중량%, 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. Another embodiment of the magnesium alloy plate of the present invention, with respect to 100% by weight, may include Ca: 0.01 to 0.9% by weight, Ba: 0.01 to 0.6% by weight, balance Mg and other unavoidable impurities.
이때, 상기 Ca: 0.01 내지 0.6중량%일 수 있다.In this case, the Ca: may be 0.01 to 0.6% by weight.
본 발명의 또 다른 일 구현예인 마그네슘 합금 판재는, 전체 100중량%에 대해, Sr: 0.01 내지 0.4중량%, Ba: 0.01 내지 0.4중량%, 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.Another embodiment of the magnesium alloy plate of the present invention, with respect to 100% by weight, may include Sr: 0.01 to 0.4% by weight, Ba: 0.01 to 0.4% by weight, balance Mg and other unavoidable impurities.
전술한 상기 마그네슘 합금 판재의 부식속도는 3.0mm/y 이하일 수 있다.Corrosion rate of the above-described magnesium alloy sheet may be less than 3.0mm / y.
본 발명의 또 다른 일 구현예인 마그네슘 합금 판재의 제조방법은, 전술한 마그네슘 합금 판재와 성분 및 조성이 동일한 합금 용탕을 준비하는 단계, 상기 합금 용탕을 주조하여 잉곳을 제조하는 단계, 상기 잉곳을 열처리하는 1차 열처리 단계, 상기 1차 열처리된 잉곳을 온간 압연하여 압연재를 제조하는 단계, 및 상기 압연재를 열처리하는 2차 열처리 단계를 포함할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a method of manufacturing a magnesium alloy sheet includes the steps of preparing an alloy molten metal having the same composition and composition as the aforementioned magnesium alloy sheet, manufacturing the ingot by casting the alloy molten metal, and heat treating the ingot. The first heat treatment step, and the step of warm rolling the first heat-treated ingot to produce a rolled material, and a second heat treatment step of heat-treating the rolled material.
구체적으로, 상기 잉곳을 열처리하는 1차 열처리 단계는, 상기 잉곳을 1차 용체화 처리하는 단계, 및 1차 시효 처리하는 단계를 포함할 수 있다.Specifically, the first heat treatment step of heat-treating the ingot may include a first solution treatment of the ingot, and a first aging treatment.
상기 잉곳을 1차 용체화 처리하는 단계 는, 400 내지 500에서 실시할 수 있다. 구체적으로, 36 내지 60시간 동안 실시할 수 있다.The primary solution treatment of the ingot may be performed at 400 to 500. Specifically, it may be carried out for 36 to 60 hours.
상기 1차 시효 처리하는 단계는, 70 내지 100에서 실시할 수 있다. 구체적으로, 1 내지 3시간 동안 실시할 수 있다.The primary aging treatment may be carried out at 70 to 100. Specifically, it can be carried out for 1 to 3 hours.
상기 압연재를 열처리하는 2차 열처리 단계는, 상기 압연재를 2차 용체화 처리하는 단계, 및 2차 시효 처리하는 단계를 포함할 수 있다.The secondary heat treatment step of heat-treating the rolled material may include a secondary solution treatment of the rolled material, and a second aging treatment.
상기 압연재를 2차 용체화 처리하는 단계 는, 400 내지 500에서 실시할 수 있다. 구체적으로, 1 내지 3시간 동안 실시할 수 있다.The secondary solution treatment of the rolled material may be performed at 400 to 500. Specifically, it can be carried out for 1 to 3 hours.
상기 2차 시효 처리하는 단계는, 70 내지 100에서 실시할 수 있다. 구체적으로, 1 내지 3시간 동안 실시할 수 있다.The secondary aging treatment may be carried out at 70 to 100. Specifically, it can be carried out for 1 to 3 hours.
상기 1차 열처리된 잉곳을 온간 압연하여 압연재를 제조하는 단계는, 250 내지 300 에서 압연할 수 있다.The step of producing a rolled material by warm rolling the first heat-treated ingot may be rolled at 250 to 300.
또한, 패스 당 15% 이하 압하율로 압연할 수 있다. In addition, it can be rolled at a rolling reduction of 15% or less per pass.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 순수 마그네슘에 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 및 바륨(Ba)을 포함하는 군에서 선택된 2종 이상의 성분을 포함함으로써 마그네슘 합금의 내식성을 향상시킬 수 있다.According to one embodiment of the present invention, by including two or more components selected from the group containing calcium (Ca), strontium (Sr), and barium (Ba) in pure magnesium can improve the corrosion resistance of the magnesium alloy.
도 1은 실시예 A1의 미세조직을 Electron probe micro-analyzer(EPMA)로 관찰하여 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 B1의 미세조직을 Electron probe micro-analyzer(EPMA)로 관찰하여 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 C1의 미세조직을 Electron probe micro-analyzer(EPMA)로 관찰하여 나타낸 것이다.Figure 1 shows the microstructure of Example A1 observed with an Electron probe micro-analyzer (EPMA).
Figure 2 shows the microstructure of Example B1 by observing with an Electron probe micro-analyzer (EPMA).
Figure 3 shows the microstructure of Example C1 observed with an Electron probe micro-analyzer (EPMA).
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be embodied in various different forms, and the present embodiments merely make the disclosure of the present invention complete, and are common in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform those skilled in the art of the scope of the invention, which is to be defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
따라서, 몇몇 실시예들에서, 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 다른 정의가 없다면 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. Thus, in some embodiments, well known techniques are not described in detail in order to avoid obscuring the present invention. Unless otherwise defined, all terms used in the present specification (including technical and scientific terms) may be used as meanings that can be commonly understood by those skilled in the art. When any part of the specification is to "include" any component, this means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated. In addition, singular forms also include the plural unless specifically stated otherwise in the text.
본 발명의 일 구현예는 전체 100중량%에 대해, Ca: 0.01 내지 0.9중량%, Sr: 0.01 내지 0.4중량%, 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. One embodiment of the present invention may include Ca: 0.01 to 0.9% by weight, Sr: 0.01 to 0.4% by weight, balance Mg and other unavoidable impurities relative to the total 100% by weight.
구체적으로, 상기 Ca: 0.01 내지 0.6중량%일 수 있다. 더 구체적으로, 상기 Ca: 0.01 내지 0.5중량%일 수 있다. Specifically, Ca: may be 0.01 to 0.6% by weight. More specifically, the Ca: may be 0.01 to 0.5% by weight.
구체적으로, Mg합금에 함유되는 Ca은 석출강화를 통해 합금의 강도 증가에 기여할 수 있다. 뿐만 아니라, 집합조직 제어를 통해 연신율 증가에도 기여하는 역할을 수행한다. Ca의 함량이 너무 적으면 강도 증가 및 내식성 향상 효과가 미미할 수 있으며, Ca이 너무 많이 첨가되면 조대한 2차상 형성으로 미소 갈바닉 부식을 일으켜 마그네슘 합금 판재의 내식성이 열위할 수 있다.Specifically, Ca contained in the Mg alloy may contribute to increasing the strength of the alloy through precipitation strengthening. In addition, it plays a role in contributing to the increase of elongation through control of the tissue. If the content of Ca is too small, the effect of increasing strength and improving corrosion resistance may be insignificant. If too much Ca is added, coarse secondary phase formation may cause micro galvanic corrosion, resulting in inferior corrosion resistance of the magnesium alloy plate.
구체적으로, Mg 합금에 함유되는 Sr은 고온에서 안정한 석출상을 형성하여 고온강도 및 크리프 저항성을 증가시키는 역할을 한다. Sr의 함량이 너무 적으면 고온강도 및 크리프 저항성 향상 효과가 미미할 수 있으며, Sr의 함량이 너무 높으면 과도한 조대한 2차상 형성으로 미소 갈바닉 부식을 일으켜 마그네슘 합금 판재의 내식성이 열위할 수 있다.Specifically, Sr contained in the Mg alloy forms a stable precipitated phase at a high temperature, thereby increasing the high temperature strength and creep resistance. If the Sr content is too small, the effect of improving the high temperature strength and creep resistance may be insignificant. If the Sr content is too high, the galvanic corrosion may be inferior due to excessive coarse secondary phase formation, and the corrosion resistance of the magnesium alloy sheet may be inferior.
또한, Ca과 Sr을 같이 첨가하는 경우, Mg-Ca-Sr 복합상을 형성하여 내식성 효과가 우수할 수 있다.In addition, when Ca and Sr are added together, the Mg-Ca-Sr composite phase may be formed to have an excellent corrosion resistance effect.
본 발명의 다른 일 구현예인 마그네슘 합금 판재는, 전체 100중량%에 대해 Ca: 0.01 내지 0.9중량%, Ba: 0.01 내지 0.6중량%, 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. Another embodiment of the magnesium alloy plate of the present invention may include Ca: 0.01 to 0.9% by weight, Ba: 0.01 to 0.6% by weight, balance Mg and other unavoidable impurities with respect to 100% by weight.
구체적으로, 상기 Ca: 0.01 내지 0.6중량%일 수 있다. 더 구체적으로, Ca: 0.01 내지 0.5중량%일 수 있다. Specifically, Ca: may be 0.01 to 0.6% by weight. More specifically, Ca: may be 0.01 to 0.5% by weight.
Ca의 첨가 이유는 전술한 바와 같다. The reason for adding Ca is as described above.
한편, Mg 합금에 함유되는 Ba은 시효경화를 통해 합금의 강도를 증가시키는 역할을 수행한다. Ba의 함량이 너무 적으면 시효경화 효과가 미미할 수 있으며, Ba의 함량이 너무 높으면 과도한 조대한 2차상 형성으로 미소 갈바닉 부식을 일으켜 마그네슘 합금 판재의 내식성이 열위할 수 있다.On the other hand, Ba contained in the Mg alloy serves to increase the strength of the alloy through age hardening. If the Ba content is too small, the aging hardening effect may be insignificant. If the Ba content is too high, excessive galvanic secondary phase formation may cause microgalvanic corrosion, resulting in inferior corrosion resistance of the magnesium alloy plate.
또한, Ca과 Ba을 같이 첨가하는 경우, Mg-Ca-Ba 복합상을 형성하여 내식성 효과가 우수할 수 있다.In addition, when Ca and Ba are added together, an Mg-Ca-Ba composite phase may be formed to have an excellent corrosion resistance effect.
본 발명의 또 다른 일 구현예인 마그네슘 합금 판재는, 전체 100중량%에 대해 Sr: 0.01 내지 0.4중량%, Ba: 0.01 내지 0.4중량%, 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.Another embodiment of the magnesium alloy plate of the present invention may include Sr: 0.01 to 0.4% by weight, Ba: 0.01 to 0.4% by weight, the balance Mg and other unavoidable impurities relative to 100% by weight.
이에, 전술한 마그네슘 합금 판재는 상기 성분 및 조성으로 인해 내식성이 우수할 수 있다. 구체적으로, 상기 마그네슘 합금 판재의 부식속도는 3.0mm/y 이하일 수 있다. 이는 순수 마그네슘(99.5%)의 부식속도가 약 4.8mm/y 수준인데 비하면 우수한 수치이다.Thus, the above-described magnesium alloy plate may be excellent in corrosion resistance due to the components and composition. Specifically, the corrosion rate of the magnesium alloy plate may be less than 3.0mm / y. This is superior to the rate of corrosion of pure magnesium (99.5%) of about 4.8 mm / y.
본 발명의 또 다른 일 구현예인 마그네슘 합금 판재의 제조방법은 아래와 같다.Another embodiment of the present invention is a method of manufacturing a magnesium alloy sheet as follows.
구체적으로, 전술한 마그네슘 합금 판재의 성분 및 조성을 만족하는 합금 용탕을 준비하는 단계, 상기 합금 용탕을 주조하여 잉곳을 제조하는 단계, 상기 잉곳을 열처리하는 1차 열처리 단계, 상기 1차 열처리된 잉곳을 온간 압연하여 압연재를 제조하는 단계, 및 상기 압연재를 열처리하는 2차 열처리 단계를 포함할 수 있다.Specifically, preparing an alloy melt that satisfies the composition and composition of the above-described magnesium alloy sheet, preparing an ingot by casting the alloy molten metal, a first heat treatment step of heat treating the ingot, the first heat treatment ingot It may include a step of producing a rolled material by warm rolling, and a second heat treatment step of heat-treating the rolled material.
상기 합금 용탕을 준비하는 단계에서, 용탕 A)는 전체 100중량%에 대해, Ca: 0.01 내지 0.9중량%, Sr: 0.01 내지 0.4중량%, 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. In the preparing of the alloy molten metal, the molten metal A) may include Ca: 0.01 to 0.9% by weight, Sr: 0.01 to 0.4% by weight, balance Mg, and other unavoidable impurities, based on 100% by weight.
용탕 B)는 전체 100중량%에 대해, Ca: 0.01 내지 0.9중량%, Ba: 0.01 내지 0.6중량%, 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.The molten metal B) may include Ca: 0.01 to 0.9% by weight, Ba: 0.01 to 0.6% by weight, balance Mg and other unavoidable impurities with respect to 100% by weight in total.
용탕 C)는 전체 100중량%에 대해, Sr: 0.01 내지 0.4중량%, Ba: 0.01 내지 0.4중량%, 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. Melt C) may comprise Sr: 0.01 to 0.4% by weight, Ba: 0.01 to 0.4% by weight, balance Mg and other unavoidable impurities relative to 100% by weight of the total.
보다 구체적으로는 순수 마그네슘(99.5% Mg) 을 저탄소강 도가니에 장입하고, 보호가스 분위기 하에서 690 내지 710로 승온하여, 상기 순수 마그네슘을 용해할 수 있다. More specifically, pure magnesium (99.5% Mg) may be charged into a low carbon steel crucible, and heated to 690 to 710 in a protective gas atmosphere to dissolve the pure magnesium.
이후, 상기 순수 마그네슘이 완전 용해되었을 때, Mg-Ca, Mg-Sr, Mg-Ba 모합금을 투입하여 용해하였다. 이후, 상기 모합금과 순수 마그네슘이 균일하게 혼합되도록 10분 내지 30분 동안 교반할 수 있다. 교반 후, 기타 불가피한 불순물 또는 개재물이 침강할 수 있도록, 10분 내지 30분 동안 상기 합금 용탕을 교반 하지 않은 채로 유지하였다. 그 결과, 전술한 성분 및 조성의 합금 용탕을 준비하였다.Then, when the pure magnesium is completely dissolved, Mg-Ca, Mg-Sr, Mg-Ba mother alloy was added to dissolve. Thereafter, the mother alloy may be stirred for 10 to 30 minutes to uniformly mix the pure magnesium. After stirring, the alloy molten metal was kept unstirred for 10 to 30 minutes so that other unavoidable impurities or inclusions could settle. As a result, the molten alloy of the above-mentioned components and composition was prepared.
상기 용탕의 성분 및 조성을 한정한 이유는 앞서 마그네슘 합금 판재에서 전술한 바와 같으므로 생략한다. 보다 더 자세한 사항은 하기 제조예 A 내지 C를 통해 설명한다.The reason for limiting the component and composition of the molten metal is omitted as it is the same as described above in the magnesium alloy sheet. More details will be described through Preparation Examples A to C below.
이후, 상기 합금 용탕을 주조하여 잉곳을 제조하는 단계를 실시할 수 있다. 다만, 주조하는 방법을 이에 제한하는 것은 아니다.Thereafter, casting the alloy molten metal may be performed to manufacture an ingot. However, the casting method is not limited thereto.
이후, 상기 잉곳을 열처리하는 1차 열처리 단계를 실시할 수 있다.Thereafter, a first heat treatment step of heat treating the ingot may be performed.
구체적으로, 상기 잉곳을 열처리하는 1차 열처리 단계는, 상기 잉곳을 1차 용체화 처리하는 단계, 및 1차 시효 처리하는 단계를 포함한다.Specifically, the first heat treatment step of heat-treating the ingot, the first solution treatment step of the ingot, and the first aging treatment step.
더 구체적으로, 상기 잉곳을 1차 용체화 처리하는 단계는, 400 내지 500에서 실시할 수 있다. 보다 더 구체적으로, 400 내지 500에서 36 내지 60시간 동안 실시할 수 있다. More specifically, the step of primary solution treatment of the ingot may be carried out at 400 to 500. More specifically, it may be carried out at 400 to 500 for 36 to 60 hours.
상기 온도 범위 및 시간 동안 잉곳을 용체화 처리함으로써, 주조 시 발생된 응력을 해소하고 조직을 균일하게 할 수 있다. By ingoting the ingot for the above temperature range and time, stress generated during casting can be solved and the structure can be made uniform.
상기 1차 시효 처리하는 단계는, 70 내지 100에서 실시할 수 있다. 구체적으로, 70 내지 100에서 1 내지 3시간 동안 실시할 수 있다.The primary aging treatment may be carried out at 70 to 100. Specifically, it may be carried out for 1 to 3 hours at 70 to 100.
상기 조건으로 1차 시효 처리하는 경우, 나노 크기의 미세한 2차상을 형성할 수 있다.When the first aging treatment under the above conditions, it is possible to form a nano-sized fine secondary phase.
이후, 상기 1차 열처리된 잉곳을 온간 압연하여 압연재를 제조하는 단계를 실시할 수 있다.Thereafter, the first heat-treated ingot may be warm rolled to prepare a rolled material.
구체적으로, 250 내지 300 에서 압연할 수 있다. 더 구체적으로, 패스 당 15% 이하 압하율로 압연할 수 있다.Specifically, it can be rolled at 250 to 300. More specifically, it can be rolled at a rolling reduction of 15% or less per pass.
본 명세서에서 압하율이란, 압연 시 압연 롤을 통과하기 전의 재료의 두께와 압연 롤을 통과한 후의 재료의 두께의 차이를 압연 롤을 통과하기 전의 재료의 두께로 나눈 후 100을 곱한 것을 의미한다.In the present specification, the reduction ratio means that the difference between the thickness of the material before passing through the rolling roll and the thickness of the material after passing through the rolling roll is multiplied by 100 after dividing by the thickness of the material before passing through the rolling roll.
상기 조건에서 압연하는 경우, 목적하는 두께의 마그네슘 합금 판재를 용이하게 수득할 수 있다.When rolling under the above conditions, a magnesium alloy sheet material of a desired thickness can be easily obtained.
마지막으로, 상기 압연재를 열처리하는 2차 열처리 단계를 실시할 수 있다.Finally, a second heat treatment step of heat-treating the rolled material may be performed.
구체적으로, 상기 압연재를 열처리하는 2차 열처리 단계는 상기 압연재를 2차 용체화 처리하는 단계, 및 2차 시효 처리하는 단계를 포함한다.Specifically, the secondary heat treatment step of heat-treating the rolled material includes a secondary solution treatment of the rolled material, and a second aging treatment.
상기 압연재를 2차 용체화 처리하는 단계는 400 내지 500에서 실시할 수 있다. 보다 더 구체적으로, 400 내지 500에서 1 내지 3시간 동안 실시할 수 있다. Secondary solution treatment of the rolled material may be carried out at 400 to 500. More specifically, it may be carried out at 400 to 500 for 1 to 3 hours.
상기 조건에서 2차 용체화 처리를 실시하는 경우, 2차상을 미세화하고 합금원소의 기지 내 고용도를 향상시킬 수 있다.When the secondary solution treatment is carried out under the above conditions, the secondary phase can be made fine and the in-base solid solubility of the alloying element can be improved.
상기 2차 시효 처리하는 단계는, 70 내지 100에서 실시할 수 있다. 구체적으로, 70 내지 100에서 1 내지 3시간 동안 실시할 수 있다.The secondary aging treatment may be carried out at 70 to 100. Specifically, it may be carried out for 1 to 3 hours at 70 to 100.
상기 조건에서 2차 시효 처리하는 경우, 나노 크기의 미세한 2차상 형성 효과를 도출할 수 있다.In the case of the secondary aging treatment under the above conditions, it is possible to derive the fine secondary phase formation effect of the nano-scale.
이를 통해 전술한 마그네슘 합금 판재를 수득할 수 있다. Through this, the above-described magnesium alloy plate can be obtained.
이하, 실시예를 통해 상세히 설명한다. 단 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the embodiment will be described in detail. However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited by the following examples.
제조예Production Example A: Mg-Ca-Sr 합금의 제조 A: Preparation of Mg-Ca-Sr Alloy
먼저, 순수 마그네슘(99.5% Mg) 을 저탄소강 도가니에 장입하고, 보호가스 분위기 하에서 690 내지 710로 승온하여 상기 순수 마그네슘을 용해하였다. 이후, 상기 순수 마그네슘이 완전 용해되었을 때, Mg-Ca, Mg-Sr 모합금을 투입하여 용해하였다. 모합금이 완전이 용해된 후 용탕 내 합금 원소가 균일하게 분포하도록 10분 교반 후, 10분 정도 유지하였다. 그 결과, 전체 100중량%에 대해, Ca: 0.01 내지 0.9중량%, Sr: 0.01 내지 0.4중량%, 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 합금 용탕을 준비하였다. First, pure magnesium (99.5% Mg) was charged into a low carbon steel crucible, and heated to 690 to 710 under a protective gas atmosphere to dissolve the pure magnesium. Then, when the pure magnesium is completely dissolved, Mg-Ca, Mg-Sr mother alloy was added to dissolve. After the mother alloy was completely dissolved, the mixture was stirred for 10 minutes to uniformly distribute the alloying elements in the molten metal, and then maintained for about 10 minutes. As a result, an alloy molten metal containing 0.01 wt% to 0.9 wt% of Ca, 0.01 wt% to 0.4 wt% of Sr, residual Mg, and other unavoidable impurities was prepared.
이후, 예열된 저탄소강 몰드에 상기 합금 용탕을 출탕하여 잉곳을 제조하였다. Then, the ingot was prepared by tapping the molten alloy on the preheated low carbon steel mold.
상기 주조된 잉곳은 450에서 48시간 동안 1차 용체화 처리하였다.The cast ingots were subjected to primary solution treatment at 450 to 48 hours.
상기 용체화 처리된 잉곳을 수냉 후, 70에서 3시간 동안 1차 시효 처리하였다.The solution-treated ingot was first cooled by water and then aged at 70 to 3 hours.
이후, 1차 시효 처리된 잉곳을 300에서 온간 압연하였다. 이때, 압연 1패스 당, 15% 압하율로 압연하여 압연된 판재를 제조하였다.Thereafter, the first aged ingot was warm rolled at 300. At this time, a rolled plate was manufactured by rolling at a 15% reduction ratio per rolling pass.
이후, 상기 압연재를 450에서 1시간 동안 2차 용체화 처리하였다.Thereafter, the rolled material was subjected to secondary solution treatment at 450 for 1 hour.
마지막으로, 2차 용체화 처리된 압연재를 수냉 후, 70에서 3시간 동안 2차 시효 처리하였다. 그 결과, 1mm 두께의 마그네슘 합금 판재를 수득하였다.Finally, the secondary solution-treated rolled material was subjected to secondary aging for 70 to 3 hours after water cooling. As a result, a magnesium alloy sheet material having a thickness of 1 mm was obtained.
비교예 A1은 순수 마그네슘(99.5% Mg)으로 준비하고, 그 외 비교예는 본 발명의 일 구현예에 의한 조성 범위를 만족하지 못하였다.Comparative Example A1 was prepared from pure magnesium (99.5% Mg), and the other comparative examples did not satisfy the composition range according to one embodiment of the present invention.
이후, 제조된 실시예와 비교예에 따른 마그네슘 합금 판재의 부식속도를 측정하여 하기 표 1에 개시하였다. 부식속도 측정 방법은 하기와 같다.Then, to measure the corrosion rate of the magnesium alloy plate according to the prepared examples and comparative examples are shown in Table 1 below. The corrosion rate measurement method is as follows.
[부식속도 측정 방법][Method for Measuring Corrosion Rate]
상기 방법에 의해 제조한 마그네슘 합금 시편의 부식특성을 평가하기 위하여, 먼저 마그네슘 합금 시편의 표면을 P1200 사포단계까지 균일하게 연마하였다. 이후, 3.5중량% NaCl 수용액에 상기 마그네슘 합금 시편을 침지하는 침지시험을 28oC에서 20시간동안 수행하였다. 침지시험이 끝난 시편은 200g/L 농도의 크롬산(CrO3)용액을 이용하여 침지 시 생성된 부식생성물을 제거한 뒤 침지 전후의 무게변화를 측정하여 시편의 부식속도(mm/y)로 환산하였다.In order to evaluate the corrosion characteristics of the magnesium alloy specimen prepared by the above method, first, the surface of the magnesium alloy specimen was uniformly ground up to the P1200 sandpaper step. Thereafter, an immersion test in which the magnesium alloy specimen was immersed in a 3.5 wt% NaCl aqueous solution was performed at 28 ° C. for 20 hours. After the immersion test, the corrosion products generated during immersion were removed using 200g / L chromic acid (CrO 3 ) solution, and the weight change before and after immersion was measured to convert the specimen into corrosion rate (mm / y).
그 결과는 하기 표 1에 개시된 바와 같다.The results are as shown in Table 1 below.
상기 표 1에 개시된 바와 같이, 실시예 A1의 부식속도는 약 2.4mm/y로 가장 우수한 것을 확인할 수 있다. 한편, 비교예 A2 내지 A4는 순수 마그네슘인 비교예 A1과 비교하여도 부식속도가 높은 것을 알 수 있다.As disclosed in Table 1, the corrosion rate of Example A1 can be confirmed that the most excellent about 2.4mm / y. On the other hand, it can be seen that Comparative Examples A2 to A4 have a high corrosion rate compared with Comparative Example A1 which is pure magnesium.
제조예Production Example B: Mg-Ca- B: Mg-Ca- BaBa 합금의 제조 Manufacture of alloys
상기 제조예 A와 비교하여, 전체 100중량%에 대해 Ca: 0.01 내지 0.9중량%, Ba: 0.01 내지 0.6중량%, 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 합금 용탕을 준비한 것을 제외하고는 동일한 조건으로 마그네슘 합금 판재를 제조하였다.Compared to Preparation Example A, except for preparing an alloy molten metal containing Ca: 0.01 to 0.9% by weight, Ba: 0.01 to 0.6% by weight, balance Mg and other unavoidable impurities relative to the total 100% by weight Magnesium alloy plate was manufactured.
표 2에 개시된 바와 같이, 실시예 B1 및 B2의 부식속도는 2.2mm/y와 2.0mm/y로 부식 저항성이 매우 우수한 것을 알 수 있다.As disclosed in Table 2, the corrosion rates of Examples B1 and B2 is 2.2mm / y and 2.0mm / y it can be seen that the corrosion resistance is very excellent.
한편, 비교예 B2는 순수 마그네슘인 비교예 B1보다 부식속도가 빠른 것을 알 수 있다. 비교예 B3은 비교예 B2보다는 부식속도가 느리지만, 실시예 B1 및 B2의 부식속도에는 미치지 못하는 수준임을 알 수 있다.On the other hand, it can be seen that Comparative Example B2 has a faster corrosion rate than Comparative Example B1, which is pure magnesium. Comparative Example B3 has a lower corrosion rate than Comparative Example B2, but it can be seen that the level is less than the corrosion rates of Examples B1 and B2.
또한, 바륨(Ba)의 함량이 0.3중량%인 경우보다 0.5중량% 만큼 포함하는 경우 부식속도가 더 감소하는 현상도 확인하였다.In addition, it was also confirmed that the corrosion rate is further reduced when the content of barium (Ba) by 0.5% by weight than 0.3% by weight.
제조예Production Example C: Mg-Sr- C: Mg-Sr- BaBa 합금의 제조 Manufacture of alloys
상기 제조예 A와 비교하여, 전체 100중량%에 대해 Sr: 0.01 내지 0.4중량%, Ba: 0.01 내지 0.4중량%, 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 합금 용탕을 준비한 것을 제외하고는 동일한 조건으로 마그네슘 합금 판재를 제조하였다.Compared to Preparation Example A, except for preparing an alloy molten metal containing Sr: 0.01 to 0.4% by weight, Ba: 0.01 to 0.4% by weight, balance Mg and other unavoidable impurities relative to 100% by weight in the same conditions Magnesium alloy plate was manufactured.
표 3에 개시된 바와 같이, 실시예 C1은 부식속도가 3.0mm/y로 가장 우수한 것을 확인할 수 있다. As disclosed in Table 3, it can be confirmed that Example C1 has the best corrosion rate of 3.0 mm / y.
한편, 비교예 C3은 순수 마그네슘인 비교예 C1에 비해 부식속도가 빠른 것을 알 수 있다.On the other hand, Comparative Example C3 can be seen that the corrosion rate is faster than Comparative Example C1 which is pure magnesium.
또한, 전술한 실시예의 미세조직은 도면을 통해 확인할 수 있다.In addition, the microstructure of the above-described embodiment can be confirmed through the drawings.
도 1은 실시예 A1의 미세조직을 Electron probe micro-analyzer(EPMA)로 관찰하여 나타낸 것이다.Figure 1 shows the microstructure of Example A1 observed with an Electron probe micro-analyzer (EPMA).
도 2는 실시예 B1의 미세조직을 Electron probe micro-analyzer(EPMA)로 관찰하여 나타낸 것이다.Figure 2 shows the microstructure of Example B1 by observing with an Electron probe micro-analyzer (EPMA).
도 3은 실시예 C1의 미세조직을 Electron probe micro-analyzer(EPMA)로 관찰하여 나타낸 것이다.Figure 3 shows the microstructure of Example C1 observed with an Electron probe micro-analyzer (EPMA).
구체적으로, 도 1에서는 Mg-Ca-Sr 복합상이 존재하는 것을 알 수 있다.Specifically, in Figure 1 it can be seen that the Mg-Ca-Sr composite phase is present.
도 2에서는 Mg-Ca-Ba 복합상이 존재하는 것을 알 수 있다.In Figure 2 it can be seen that the Mg-Ca-Ba composite phase is present.
도 3에서는 Mg-Sr-Ba 복합상이 존재하는 것을 알 수 있다.In FIG. 3, it can be seen that the Mg-Sr-Ba composite phase exists.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 실시예 A1 내지 C1에 따른 합금 모두 미세조직 관찰을 통해 Mg-Ca-Sr 또는 Mg-Ca-Ba 또는 Mg-Sr-Ba 복합상이 형성된 것을 알 수 있다. As shown in Figures 1 to 3, all of the alloys according to Examples A1 to C1 can be seen that the Mg-Ca-Sr or Mg-Ca-Ba or Mg-Sr-Ba composite phase is formed through the microstructure observation.
이러한 복합상은 Mg-Ca 또는 Ma-Sr 또는 Mg-Ba 단일상에 비해, Mg 기지와의 전기화학포텐셜 차이가 적어 내식성 향상 효과에 기여할 수 있다. This composite phase has a smaller electrochemical potential difference from the Mg matrix compared to the Mg-Ca or Ma-Sr or Mg-Ba single phase, which may contribute to the improvement of corrosion resistance.
또한, 본 발명의 일 구현예에 의한 마그네슘 합금 판재는, 1차 열처리, 온간 압연, 및 2차 열처리 단계를 통해 주조재에 존재하던 네트워크 형태의 조대한 2차상들을 파괴할 수 있다. 이에 따라, 부식 전파가 억제되어 내식성을 더 향상시킬 수 있었다.In addition, the magnesium alloy sheet according to an embodiment of the present invention, through the first heat treatment, warm rolling, and the second heat treatment step can destroy the coarse secondary phases of the network form existing in the casting material. Thereby, corrosion propagation was suppressed and corrosion resistance could be improved further.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. .
Claims (19)
A magnesium alloy sheet comprising Ca: 0.01 to 0.9% by weight, Sr: 0.01 to 0.4% by weight, balance Mg and other unavoidable impurities with respect to 100% by weight in total.
상기 Ca: 0.01 내지 0.6중량% 포함하는 마그네슘 합금 판재.
In claim 1,
The Ca: magnesium alloy sheet containing 0.01 to 0.6% by weight.
A magnesium alloy sheet comprising Ca: 0.01 to 0.9% by weight, Ba: 0.01 to 0.6% by weight, balance Mg and other unavoidable impurities with respect to 100% by weight in total.
상기 Ca: 0.01 내지 0.6중량% 포함하는 마그네슘 합금 판재.
In claim 3,
The Ca: magnesium alloy sheet containing 0.01 to 0.6% by weight.
A magnesium alloy sheet comprising Sr: 0.01 to 0.4% by weight, Ba: 0.01 to 0.4% by weight, balance Mg and other unavoidable impurities with respect to 100% by weight in total.
상기 마그네슘 합금 판재의 부식속도는 3.0mm/y 이하인 마그네슘 합금 판재.
The method according to any one of claims 1 to 5,
Corrosion rate of the magnesium alloy sheet is less than 3.0mm / y magnesium alloy sheet.
상기 합금 용탕을 주조하여 잉곳을 제조하는 단계;
상기 잉곳을 열처리하는 1차 열처리 단계;
상기 1차 열처리된 잉곳을 온간 압연하여 압연재를 제조하는 단계; 및
상기 압연재를 열처리하는 2차 열처리 단계를 포함하는 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
Preparing an molten alloy according to any one of claims 1 to 5;
Casting the molten alloy to produce an ingot;
A first heat treatment step of heat treating the ingot;
Manufacturing a rolled material by warm rolling the first heat-treated ingot; And
Magnesium alloy sheet manufacturing method comprising a secondary heat treatment step of heat-treating the rolled material.
상기 잉곳을 열처리하는 1차 열처리 단계는,
상기 잉곳을 1차 용체화 처리하는 단계; 및
1차 시효 처리하는 단계를 포함하는 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
In claim 7,
The first heat treatment step of heat-treating the ingot,
Primary solution treatment of the ingot; And
Method for producing a magnesium alloy sheet comprising a first aging treatment.
상기 잉곳을 1차 용체화 처리하는 단계 는,
400 내지 500에서 실시하는 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
In claim 8,
Primary solution treatment of the ingot,
The manufacturing method of the magnesium alloy plate material performed at 400-500.
상기 잉곳을 1차 용체화 처리하는 단계는,
36 내지 60시간 동안 실시하는 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
In claim 9,
Primary solution treatment of the ingot,
Method for producing a magnesium alloy sheet for 36 to 60 hours.
상기 1차 시효 처리하는 단계는,
70 내지 100에서 실시하는 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
In claim 8,
The primary aging treatment,
The manufacturing method of the magnesium alloy plate material performed at 70-100.
상기 1차 시효 처리하는 단계는,
1 내지 3시간 동안 실시하는 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
In claim 11,
The primary aging treatment,
Method for producing a magnesium alloy sheet for 1 to 3 hours.
상기 압연재를 열처리하는 2차 열처리 단계는,
상기 압연재를 2차 용체화 처리하는 단계; 및
2차 시효 처리하는 단계를 포함하는 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
In claim 7,
The secondary heat treatment step of heat-treating the rolled material,
Performing secondary solution treatment on the rolled material; And
Method for producing a magnesium alloy sheet comprising a second aging treatment.
상기 압연재를 2차 용체화 처리하는 단계 는,
400 내지 500에서 실시하는 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
In claim 13,
The secondary solution treatment of the rolled material,
The manufacturing method of the magnesium alloy plate material performed at 400-500.
상기 압연재를 2차 용체화 처리하는 단계 는,
1 내지 3시간 동안 실시하는 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
The method of claim 14,
The secondary solution treatment of the rolled material,
Method for producing a magnesium alloy sheet for 1 to 3 hours.
상기 2차 시효 처리하는 단계는,
70 내지 100에서 실시하는 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
In claim 13,
The second aging treatment,
The manufacturing method of the magnesium alloy plate material performed at 70-100.
상기 2차 시효 처리하는 단계는,
1 내지 3시간 동안 실시하는 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
The method of claim 16,
The second aging treatment,
Method for producing a magnesium alloy sheet for 1 to 3 hours.
상기 1차 열처리된 잉곳을 온간 압연하여 압연재를 제조하는 단계는,
250 내지 300 에서 압연하는 마그네슘 합금 판재의 제조방법.
In claim 7,
The step of producing a rolled material by warm rolling the first heat-treated ingot,
Method for producing a magnesium alloy sheet to be rolled at 250 to 300.
상기 1차 열처리된 잉곳을 온간 압연하여 압연재를 제조하는 단계는,
패스 당 15% 이하 압하율로 압연하는 마그네슘 합금 판재의 제조방법.The method of claim 18,
The step of producing a rolled material by warm rolling the first heat-treated ingot,
A method for producing a magnesium alloy sheet that is rolled at a rolling reduction of 15% or less per pass.
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