KR20190000676A - Magnesium alloy sheet and manufacturing for the same - Google Patents
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Abstract
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.
현재 국제사회에서의 이산화탄소 배출 제한과 신재생에너지의 중요성이 화두로 떠오르고 있으며, 이에 따라, 구조 재료(structural material)의 일종인 경량화 합금은 매우 매력적인 연구 분야로 인식되고 있다.At present, the limitation of carbon dioxide emission in the international society and the importance of renewable energy are becoming a hot topic, and lightweight alloys, which are a structural material, are recognized as a very attractive research field.
특히, 알루미늄 및 철강 등의 다른 구조 재료보다도, 마그네슘은 그 밀도가 1.74g/㎤로서 가장 가벼운 금속에 해당되며, 진동 흡수능, 전자파 차폐능 등의 다양한 장점을 가지고 있어, 이를 활용하기 위한 관련 업계의 연구가 활발히 이루어지고 있다.Particularly, magnesium has a density of 1.74 g /
이러한 마그네슘이 포함된 합금은, 현재 전자기기 분야뿐만 아니라 자동차 분야에 주로 응용되고 있으나, 내식성, 난연성, 및 성형성에 근본적인 문제가 있어, 그 응용 범위를 더욱 확대하는 데에는 한계가 있는 실정이다.Such magnesium-containing alloys are currently being applied not only in the field of electronic devices but also in automobile fields, but they have a fundamental problem in corrosion resistance, flame retardancy, and moldability, and thus there is a limit to further expand the application range thereof.
특히 성형성과 관련하여, 마그네슘은 HCP 구조로써(Hexagonal Closed Packed Structure) 상온에서의 슬립시스템이 충분하지 않아 가공 공정에 어려움이 많다. 즉, 마그네슘의 가공 공정에서는 많은 열이 필요하며, 이는 곧 공정 비용 증가로 이어지는 것이다.Especially with regard to moldability, magnesium has a HCP structure (Hexagonal Closed Packed Structure). That is, a large amount of heat is required in the magnesium processing step, leading to an increase in the process cost.
한편, 마그네슘 합금 중에서도 AZ계 합금은, 알루미늄(Al) 및 아연(Zn)을 포함하는 것이며, 어느 정도의 적정한 강도 및 연성의 물성을 확보하고 있으면서도 저렴한 편에 속하여, 상용화된 마그네슘 합금에 해당된다.On the other hand, among the magnesium alloys, the AZ-based alloys include aluminum (Al) and zinc (Zn), which are inexpensive and yet commercially available magnesium alloys, while securing adequate strength and ductility.
그러나, 상기 언급한 물성은, 어디까지나 마그네슘 합금 중에서 적정한 정도임을 의미하며, 경쟁 소재인 알루미늄(Al)에 비하여 낮은 강도인 것이다.However, the above-mentioned physical properties mean an appropriate level of magnesium alloy, and the strength is lower than that of aluminum (Al) which is a competitive material.
따라서, AZ계 마그네슘 합금의 낮은 성형성 및 강도 등의 물성을 개선할 필요가 있으나, 아직까지 이에 대한 연구가 부족한 실정이다.Therefore, it is necessary to improve the physical properties such as low moldability and strength of the AZ-based magnesium alloy, but the research on this is still insufficient.
마그네슘 합금 판재 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다. A magnesium alloy sheet material, and a method of manufacturing the same.
구체적으로, Al-Ca 이차상 입자로 구성되는 중심 편석을 억제하여, 마그네슘 판재의 성형성을 향상시키고자 하는 것이다. 따라서, Al-Ca 이차상이 중심에 편석되지 않고 분산된 형태의 마그네슘 합금 판재를 제공하고자 한다.Concretely, it is intended to suppress the center segregation composed of Al-Ca secondary phase particles and to improve the moldability of the magnesium plate material. Accordingly, there is a need to provide a magnesium alloy sheet in which the Al-Ca secondary phase is dispersed without segregation at the center.
뿐만 아니라, 스킨 패스 압연을 통해 쌍정 조직을 제어하여, 성형성은 유지하며 강도를 향상시키고자 하는 것이다. 구체적으로, 스킨 패스 압연을 통해 (0001) 집합 조직의 발달 변화를 최소화하여, 성형성은 유지하되 강도를 향상시킬 수 있다.In addition, it is intended to control twinning structure through skin pass rolling to maintain moldability and improve strength. Specifically, the development of the (0001) texture is minimized through the skin pass rolling, so that the formability can be maintained but the strength can be improved.
본 발명의 일 구현예인 마그네슘 합금 판재는, 전체 100중량%에 대해, Al: 2.7 내지 5.0중량%, Zn: 0.75 내지 1.0중량%, Ca: 0.1 내지 1.0중량%, Mn: 1.0 중량%이하(0 중량% 제외), 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 상기 마그네슘 합금 판재 전체 결정립 100부피%에 대해, 저면 결정립의 부피 분율은 30% 이하이고, 상기 저면 결정립은 <0001>//C축 방위의 결정립인 마그네슘 합금 판재를 제공할 수 있다.The magnesium alloy sheet material according to one embodiment of the present invention is a magnesium alloy sheet having a composition of Al: 2.7 to 5.0 wt%, Zn: 0.75 to 1.0 wt%, Ca: 0.1 to 1.0 wt%, Mn: 1.0 wt% Wherein the volume fraction of the bottom grain is 30% or less with respect to 100% by volume of the whole magnesium alloy sheet crystal, and the bottom grain is divided by the C axis direction Which is a crystal grain of the magnesium alloy plate.
상기 마그네슘 합금 판재는 Al-Ca 이차상 입자를 포함하되, 상기 마그네슘 합금 판재의 표면으로부터 1/4 지점인 쿼터부와, 상기 마그네슘 합금 판재의 표면으로부터 1/2 지점인 중심부의 Al-Ca 이차상 입자의 면적 분율의 차이는 10% 이하일 수 있다.Wherein the magnesium alloy sheet material comprises a quaternary portion including Al-Ca secondary phase particles, the quarter portion being a quarter point from the surface of the magnesium alloy sheet material, and an Al-Ca secondary phase portion at a central point half a point from the surface of the magnesium alloy sheet material. The difference in the area fraction of the particles can be less than 10%.
구체적으로, 상기 마그네슘 합금 판재의 압연 방향으로의 전체 길이에 대해, 중간 편석의 길이의 비율은 5% 미만일 수 있다.Specifically, the ratio of the length of the intermediate segregation to the total length in the rolling direction of the magnesium alloy sheet material may be less than 5%.
상기 마그네슘 합금 판재의 두께 방향 전체 두께에 대해, 중간 편석의 두께 비율은 2.5% 미만일 수 있다. 이로부터, 상기 마그네슘 합금 판재는 Al-Ca 이차상 입자가 마그네슘 합금재의 중심부에 편석되지 않고, 고르게 분포되어 있을 수 있다.The thickness ratio of the middle segregation may be less than 2.5% of the total thickness in the thickness direction of the magnesium alloy sheet material. Accordingly, the magnesium alloy sheet material may be evenly distributed without segregation of the Al-Ca secondary phase particles in the central portion of the magnesium alloy material.
상기 Al-Ca 이차상 입자는 전체 100중량%에 대해, Al: 20.0 내지 25.0중량%, Ca: 5.0 내지 10.0중량%, Mn: 0.1 내지 0.5중량%, Zn: 0.5 내지 1.0중량%, 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.Wherein the Al-Ca secondary phase particles contain 20.0 to 25.0 wt% of Al, 5.0 to 10.0 wt% of Ca, 0.1 to 0.5 wt% of Mn, 0.5 to 1.0 wt% of Zn, 0.5 to 1.0 wt% of Mn, And other unavoidable impurities.
상기 Al-Ca 이차상 입자의 평균 입경은 0.01 내지 4 ㎛일 수 있다.The average particle diameter of the Al-Ca secondary phase particles may be 0.01 to 4 탆.
상기 Al-Ca 이차상 입자는 상기 마그네슘 합금 판재의 면적 100㎛2 당 2 내지 15개 포함할 수 있다.The Al-Ca secondary phase particles may include 2 to 15 per 100 m 2 of the magnesium alloy sheet.
상기 마그네슘 합금 판재의 한계돔높이(LDH)가 7mm 이상일 수 있다.The magnesium alloy sheet may have a limit dome height (LDH) of 7 mm or more.
상기 마그네슘 합금 판재 (0001)면을 기준으로 최대 집합 강도가 1 내지 4일 수 있다.The maximum gathering strength may be 1 to 4 on the basis of the magnesium alloy sheet (0001) plane.
상기 마그네슘 합금 판재의 항복강도는 150 내지 190MPa일 수 있다.The yield strength of the magnesium alloy sheet material may be 150 to 190 MPa.
본 발명의 다른 일 구현예인 마그네슘 합금 판재는, 전체 100중량%에 대해, Al: 2.7 내지 5.0중량%, Zn: 0.75 내지 1.0중량%, Ca: 0.1 내지 1.0중량%, Mn: 1.0 중량%이하(0 중량% 제외), 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고, 상기 마그네슘 합금 판재 전체 면적 100%에 대해, 쌍정 조직의 면적 분율은 35% 이하인 마그네슘 합금 판재를 제공할 수 있다.The magnesium alloy sheet according to another embodiment of the present invention comprises 2.7 to 5.0% by weight of Al, 0.75 to 1.0% by weight of Ca, 0.1 to 1.0% by weight of Ca, 1.0% by weight or less of Mn The balance Mg and other unavoidable impurities, and the area fraction of the twin crystal structure is 35% or less with respect to 100% of the total area of the magnesium alloy plate material.
구체적으로, 마그네슘 합금 판재 전체 면적 100%에 대해, 쌍정 조직의 면적 분율은 5 내지 35%일 수 있다.Specifically, for 100% of the total area of the magnesium alloy sheet material, the area fraction of the twin crystal structure may be 5 to 35%.
상기 마그네슘 합금 판재 전체 결정립 100부피%에 대해, 저면 결정립의 부피 분율은 30% 이하이고, 상기 저면 결정립은 <0001>//C축 방위의 결정립인 마그네슘 합금 판재를 제공할 수 있다.Wherein the volume fraction of the bottom grain is 30% or less with respect to 100% by volume of the entire magnesium alloy plate grain, and the bottom grain is a crystal grain orientation of the C axis orientation.
상기 마그네슘 합금 판재의 한계돔높이는 7mm 이상일 수 있다.The limit dome height of the magnesium alloy sheet material may be 7 mm or more.
상기 마그네슘 합금 판재 (0001)면을 기준으로 최대 집합 강도가 1 내지 4 일 수 있다.The maximum gathering strength may be 1 to 4 on the basis of the magnesium alloy sheet (0001) plane.
상기 마그네슘 합금 판재의 항복강도는 200 내지 300MPa일 수 있다.The yield strength of the magnesium alloy sheet material may be 200 to 300 MPa.
본 발명의 일 구현예에 의한 마그네슘 합금 판재는 Al-Ca 이차상 입자로 구성되는 중심 편석을 분산하여, 마그네슘 판재의 성형성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 구현예에 의한 마그네슘 합금 판재는 Al-Ca 이차상이 중심에 편석되지 않고 분산된 형태의 마그네슘 합금 판재를 제공할 수 있다. 구체적으로, 상기 마그네슘 합금 판재의 표면으로부터 1/4 지점인 쿼터부와, 상기 마그네슘 합금 판재의 표면으로부터 1/2 지점인 중심부의 Al-Ca 이차상 입자의 면적 분율의 차이는 10% 이하인 마그네슘 합금 판재를 제공할 수 있다. The magnesium alloy sheet according to one embodiment of the present invention can improve the moldability of the magnesium plate by dispersing the center segregation composed of Al-Ca secondary phase particles. Accordingly, the magnesium alloy sheet according to an embodiment of the present invention can provide a magnesium alloy sheet in which the Al-Ca secondary phase is dispersed without being segregated at the center. Specifically, the difference in area fraction of Al-Ca secondary phase particles at a quarter of the surface of the magnesium alloy sheet and the center of the half of the magnesium alloy sheet surface is 10% or less, A plate material can be provided.
본 발명의 다른 일 구현예에 의한 마그네슘 합금 판재는 스킨 패스 압연을 통해, 마그네슘 합금 판재 전체 면적 100%에 대해, 쌍정 조직의 면적 분율이 35% 이하인 마그네슘 합금 판재를 수득할 수 있다. 구체적으로, 스킨 패스 공정을 통해 (0001) 집합 조직의 발달을 최소화하여 성형성은 유지하면서, 쌍정 조직을 제어하여 강도를 개선할 수 있다.The magnesium alloy sheet according to another embodiment of the present invention can obtain a magnesium alloy sheet having an area fraction of the twin crystal structure of 35% or less with respect to 100% of the total area of the magnesium alloy sheet through skin pass rolling. Specifically, the development of the (0001) texture is minimized through the skin pass process, and the strength can be improved by controlling the twin texture while maintaining the moldability.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마그네슘 합금 판재의 제조 방법의 개략적인 순서도이다.
도 2는 실시예 1a에서 제조한 마그네슘 합금 판재의 광학현미경(Optical microscopy) 사진이다.
도 3은 비교예 1a에서 제조한 마그네슘 합금 판재의 광학현미경 사진이다.
도 4는 실시예 1a에서 제조한 마그네슘 합금 판재의 2차 전자 현미경(Secondary Electron Microscopy) 사진이다.
도 5는 실시예 1a에서 제조한 마그네슘 합금 판재의 한계 돔 높이(limiting dome height)를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 실시예 1a의 최대 (0001)면의 집합 강도를 나타낸 것이다.
도 7은 비교예 1a의 최대 (0001)면의 집합 강도를 나타낸 것이다.
도 8은 실시예 1a에서 제조한 마그네슘 합금 판재를 EBSD(Electron Backscatter Diffraction)로 분석한 결과이다.
도 9는 실시예 1a의 결정방위의 분율을 그래프로 나타낸 것이다.
도 10는 스킨 패스 압하율에 따라 마그네슘 합금 판재를 EBSD로 분석한 결과이다.
도 11은 스킨 패스 조건에 따라, 실시예 2 및 비교예 2의 (0001)면의 최대 집합 강도를 나타낸 것이다.1 is a schematic flowchart of a method of manufacturing a magnesium alloy sheet according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is an optical microscopic photograph of the magnesium alloy sheet produced in Example 1a. Fig.
3 is an optical microscope photograph of the magnesium alloy sheet produced in Comparative Example 1a.
4 is a secondary electron microscopic photograph of the magnesium alloy sheet produced in Example 1a.
FIG. 5 shows the result of measuring the limiting dome height of the magnesium alloy sheet produced in Example 1a.
6 shows the aggregate intensities of the maximum (0001) planes of Example 1a.
7 shows the aggregate intensity of the maximum (0001) plane of Comparative Example 1a.
8 is a graph showing the results of analysis of the magnesium alloy sheet produced in Example 1a by Electron Backscatter Diffraction (EBSD).
9 is a graph showing the fraction of the crystal orientation of Example 1a.
Fig. 10 shows the result of analysis of the magnesium alloy sheet material by EBSD according to the skin pass reduction rate.
11 shows the maximum aggregate intensities of (0001) planes of Example 2 and Comparative Example 2 according to the skin pass condition.
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.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. However, it is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. It is intended that the disclosure of the present invention be limited only by the terms of the appended claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
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 specifically described to avoid an undesirable interpretation of the present invention. Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Whenever a component is referred to as "including" an element throughout the specification, it is to be understood that the element may include other elements, not the exclusion of any other element, unless the context clearly dictates otherwise. Also, singular forms include plural forms unless the context clearly dictates otherwise.
본 발명의 일 구현예에 따른 마그네슘 합금 판재는 마그네슘 합금 판재 전체 100중량%에 대해, Al: 2.7 내지 5.0중량%, Zn: 0.75 내지 1.0중량%, Ca: 0.1 내지 1.0중량%, Mn: 1.0 중량%이하(0 중량% 제외), 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.The magnesium alloy sheet according to an embodiment of the present invention may contain, in an amount of from 0.5 to 5.0% by weight of Al, from 0.75 to 1.0% by weight of Zn, from 0.1 to 1.0% by weight of Ca, from 1.0 to 1.0% by weight of Mn, % Or less (excluding 0 wt%), balance Mg and other unavoidable impurities.
이하, 성분 및 조성을 한정 이유에 대하여 설명한다.Hereinafter, the reason for limiting the components and the composition will be described.
먼저 알루미늄(Al)은 마그네슘 합금 판재의 기계적 물성을 향상시키고, 용탕의 주조성을 개선시킨다. Al이 5.0중량%보다 많이 첨가되면, 주조성이 급격히 악화되는 문제가 발생할 수 있다. Al이 2.7중량%보다 적게 첨가되면, 마그네슘 합금 판재의 기계적 물성이 악화되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 전술한 범위로 Al의 함량 범위를 조절할 수 있다.First, aluminum (Al) improves the mechanical properties of the magnesium alloy sheet material and improves the casting of the melt. If Al is added in an amount of more than 5.0% by weight, the main composition may deteriorate rapidly. If less than 2.7% by weight of Al is added, the mechanical properties of the magnesium alloy sheet material may deteriorate. Therefore, the content range of Al can be controlled within the above-mentioned range.
아연(Zn)은 마그네슘 합금 판재의 기계적 물성을 향상시킨다. Zn이 1.0중량%보다 많이 첨가되면, 표면 결함 및 중심 편석이 다량 생성되어, 주조성이 급격히 악화되는 문제가 발생할 수 있으며, Zn이 0.75중량%보다 적게 첨가되면, 마그네슘 합금 판재의 기계적 물성이 악화되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 전술한 범위로 Zn의 함량 범위를 조절할 수 있다.Zinc (Zn) improves the mechanical properties of the magnesium alloy sheet. If Zn is added in an amount of more than 1.0 wt%, a large amount of surface defects and center segregation may occur, and the main composition may deteriorate rapidly. If Zn is added in an amount less than 0.75 wt%, the mechanical properties of the magnesium alloy sheet material deteriorate There may be a problem. Therefore, the content range of Zn can be controlled within the above-mentioned range.
칼슘(Ca)는 마그네슘 합금 판재에 난연성을 부여한다. Ca이 1.0중량%보다 많이 첨가되면, 용탕의 유동성을 감소시켜 주조성이 악화되고, Al-Ca계 금속간 화합물로 이루어진 중심 편석이 증가되어 마그네슘 합금 판재의 성형성을 악화시키는 문제가 발생할 수 있다. Ca이 0.1중량%보다 적게 첨가되면, 난연성이 충분히 부여되지 않는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 전술한 범위로 Ca의 함량 범위를 조절할 수 있다. 더욱 구체적으로 Ca는 0.5 내지 0.8 중량% 포함될 수 있다.Calcium (Ca) imparts flame retardancy to the magnesium alloy sheet. When Ca is added in an amount of more than 1.0% by weight, the flowability of the molten metal is decreased to deteriorate the casting composition, and the center segregation of the Al-Ca based intermetallic compound is increased to cause a problem of deteriorating the moldability of the magnesium alloy plate . If Ca is added in an amount less than 0.1% by weight, a problem that flame retardancy is not sufficiently imparted may occur. Therefore, the content range of Ca can be adjusted within the above-mentioned range. More specifically, Ca may be contained in an amount of 0.5 to 0.8% by weight.
망간(Mn)은 마그네슘 합금 판재의 기계적 물성을 향상시킨다. Mn이 1.0중량%보다 많이 첨가되면, 방열성이 저하됨과 동시에 균일분포 제어가 곤란할 수 있는 문제 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 전술한 범위로 Mn의 함량 범위를 조절할 수 있다.Manganese (Mn) improves the mechanical properties of the magnesium alloy sheet material. If Mn is added in an amount of more than 1.0% by weight, the heat dissipation property may be deteriorated and a problem that the uniform distribution control may become difficult may arise. Therefore, the content range of Mn can be controlled within the above-mentioned range.
마그네슘 합금 판재 전체 결정립 100부피%에 대해, 저면 결정립의 부피 분율은 30% 이하일 수 있다. For 100% by volume of the total grain of the magnesium alloy sheet material, the volume fraction of the bottom grain may be 30% or less.
본 발명의 일 구현예에서 저면 결정립이란, 저면 방위를 갖는 결정립을 의미한다. 구체적으로, 마그네슘은 HCP(Hexagonal Closed Pack) 결정구조를 가지는데, 이 때 결정구조의 C축이 판재의 두께 방향과 평행하는 방향일 때의 결정립을 저면 결정방위를 가지는 결정립(즉, 저면 결정립)이라 한다. 따라서, 본 명세서에서 저면 결정립은 "<0001>//C축"으로 표시할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the bottom crystal grains means a crystal grains having a bottom orientation. Specifically, magnesium has an HCP (Hexagonal Closed Pack) crystal structure. At this time, the crystal grains when the C axis of the crystal structure is parallel to the thickness direction of the plate material is referred to as crystal grains (that is, bottom crystal grains) Quot; Thus, in the present specification, the bottom grain can be expressed as "< 0001 > // C axis ".
보다 더 구체적으로, 저면 결정립의 분율이 전술한 범위일 경우, 성형성이 우수한 마그네슘 합금 판재를 수득할 수 있다.More specifically, when the fraction of the bottom grain is in the above-mentioned range, a magnesium alloy sheet material having excellent formability can be obtained.
구체적으로, 마그네슘 합금 판재 전체 결정립 100부피%에 대해, <0001>//C축 방위 관계를 가지는 결정립의 부피 분율은 30% 이하일 수 있다. 더 구체적으로, 마그네슘 합금 판재 전체 결정립 100부피%에 대해, <0001>//C축 방위의 결정립의 부피 분율은 25% 이하일 수 있다. 보다 더 구체적으로는, 20% 이하일 수 있다. 상기 <0001>//C축 방위 관계를 가지는 결정립의 부피 분율은 하한은 0% 초과일 수 있다. 이는 상기 <0001>//C축 방위 관계를 가지는 결정립의 부피 분율이 존재하는 범위라면 본 발명에 포함될 수 있음을 의미한다. Specifically, with respect to 100 vol% of the entire crystal grains of the magnesium alloy plate material, the volume fraction of the crystal grains having a relationship of < 0001 > // C axis orientation may be 30% or less. More specifically, for 100% by volume of the total crystal grains of the magnesium alloy sheet, the volume fraction of crystal grains in the C-axis orientation may be 25% or less. More specifically, it may be 20% or less. The volume fraction of the grains having the orientation relationship of < 0001 > // C axis may have a lower limit of more than 0%. This means that the present invention can be included in a range in which the volume fraction of crystal grains having the orientation relationship of < 0001 > // C axis exists.
마그네슘 합금 판재는 결정립의 방위 분포도 증가로 인해, <0001>//C축 방위의 결정립 분율이 감소할 수 있다. The magnesium alloy sheet material may have a decrease in the grain fraction of the C axis orientation due to an increase in the orientation distribution of the crystal grains.
이에 전술한 <0001>//C축 방위의 결정립 분율 범위를 만족하는 경우, 마그네슘 합금 판재의 집합 강도를 낮춰, 성형성이 우수한 마그네슘 합금 판재를 수득할 수 있다.Therefore, when the crystal grain fraction range of the < 0001 > // C axis orientation is satisfied, the magnesium alloy sheet material having a lower aggregate strength and excellent moldability can be obtained.
본 발명의 일 구현예에 의한 마그네슘 합금 판재는 Al-Ca 이차상 입자를 포함할 수 있다. The magnesium alloy sheet according to an embodiment of the present invention may include Al-Ca secondary phase particles.
구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 의한 마그네슘 합금 판재는 Al-Ca 이차상 입자를 포함하되, 중심 편석을 거의 포함하지 않을 수 있다. 보다 더 구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 의한 마그네슘 합금 판재는 Al-Ca 이차상 입자가 고르게 분산된 형태일 수 있다. 중심 편석이란, 마그네슘 합금 판재의 두께 방향(ND)의 중심부에 Al-Ca 이차상 입자가 편석되는 것을 의미하며, 전술하였듯이 중심 편석이 증가하면 마그네슘 합금 판재의 성형성을 악화시킬 수 있다.Specifically, the magnesium alloy sheet according to an embodiment of the present invention includes Al-Ca secondary phase particles, and may include little center segregation. More specifically, the magnesium alloy sheet according to one embodiment of the present invention may be an Al-Ca secondary phase particles evenly dispersed. Center segregation means that Al-Ca secondary phase particles are segregated at the center of the thickness direction ND of the magnesium alloy sheet material. As described above, if the center segregation increases, the moldability of the magnesium alloy sheet material may deteriorate.
따라서, 본 발명의 일 구현예에 의한 마그네슘 합금 판재는 표면으로부터 1/4 지점인 쿼터부와, 마그네슘 합금 판재의 표면으로부터 1/2 지점인 중심부의 Al-Ca 이차상 입자의 면적 분율의 차이가 10% 이하일 수 있다. 이에 따라, Al-Ca 이차상 입자가 중심부에 편석되지 않고 전체적으로 고르게 분산되어 있어, 성형성을 개선할 수 있다. 여기서 면적 분율이란, 쿼터부 및 중심부의 동일 면적 당 Al-Ca 이차상 입자의 면적에 대한 분율을 의미한다. Therefore, in the magnesium alloy sheet according to the embodiment of the present invention, the difference in the area fraction of Al-Ca secondary phase particles in the central portion at a half point from the surface of the quartz portion, which is a quarter point from the surface, Can be less than 10%. As a result, the Al-Ca secondary phase particles are uniformly dispersed as a whole without being segregated at the center portion, and the formability can be improved. Here, the area fraction means a fraction of the area of the Al-Ca secondary phase particles per the same area in the quarter portion and the center portion.
더 구체적으로는, 마그네슘 합금 판재의 압연 방향(RD)으로의 전체 길이에 대해, 중간 편석의 길이의 비율은 5% 미만일 수 있다. 또한, 마그네슘 합금 판재의 두께 방향(ND)으로의 전체 두께에 대해, 중간 편석의 두께 비율은 2.5% 미만일 수 있다.More specifically, for the entire length in the rolling direction RD of the magnesium alloy sheet material, the ratio of the length of the intermediate segregation may be less than 5%. Further, the thickness ratio of the intermediate segregation may be less than 2.5% with respect to the total thickness in the thickness direction (ND) of the magnesium alloy sheet material.
상기 기재는 중심 편석이 거의 형성되지 않았음을 의미하며, 일반적으로 Al, Ca을 첨가하면 생성되는 중심 편석에 비해 편석의 길이와 두께가 모두 감소된 범위이다. 이에 따라, 본 발명의 일 구현예인 마그네슘 합금 판재는 성형성을 개선시킬 수 있는 것이다.The base material means that almost no center segregation is formed. Generally, the length and the thickness of the segregation are both reduced as compared with the center segregation generated by adding Al and Ca. Accordingly, the magnesium alloy sheet, which is an embodiment of the present invention, can improve the moldability.
상기 마그네슘 판재의 전체 길이는, 일정한 길이 단위의 마그네슘 판재를 기준으로 할 수 있다. 구체적으로, 상기 길이 단위는 1,000 내지 3,000㎛일 수 있다. The total length of the magnesium plate may be based on a magnesium plate of a predetermined length. Specifically, the length unit may be 1,000 to 3,000 mu m.
구체적으로, 상기 Al-Ca 이차상 입자 전체 100중량%에 대해, Al: 20.0 내지 25.0중량%, Ca: 5.0 내지 10.0중량%, Mn: 0.1 내지 0.5중량%, Zn: 0.5 내지 1.0중량%, 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다. Specifically, it is preferable that Al: 20.0 to 25.0 wt%, Ca: 5.0 to 10.0 wt%, Mn: 0.1 to 0.5 wt%, Zn: 0.5 to 1.0 wt%, and the balance Mg and other unavoidable impurities.
일반적으로 마그네슘에 Al 및 Ca를 첨가하여 합금화 할 경우, Al-Ca 이차상 입자로 이루어진 중심 편석이 생성되어, 성형성을 매우 떨어뜨리게 된다. 반면, 본 발명의 일 구현예에 의한 마그네슘 합금 판재는 Al-Ca 이차상 입자로 구성되는 중심 편석 생성을 억제하여 마그네슘 판재의 성형성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, Al-Ca 이차상 입자가 분산된 형태의 마그네슘 합금 판재를 제공할 수 있다.In general, when Al and Ca are added to magnesium to form alloys, center segregation is formed of Al-Ca secondary phase particles, which results in a very poor formability. On the other hand, the magnesium alloy sheet according to one embodiment of the present invention can suppress the formation of center segregation composed of Al-Ca secondary phase particles and improve the moldability of the magnesium plate. Specifically, a magnesium alloy sheet material in which Al-Ca secondary phase particles are dispersed can be provided.
Al-Ca 이차상 입자의 평균 입경은 0.01 내지 4㎛일 수 있다. Al-Ca 이차상 입자의 평균 입경이 클수록 전술한 바와 같이 중심 편석 생성으로 인한 성형성이 감소될 수 있다. 전술한 범위의 입경에서 개선된 성형성을 보여준다. The average particle size of the Al-Ca secondary phase particles may be 0.01 to 4 탆. The larger the average particle diameter of the Al-Ca secondary phase particles, the more the moldability due to the center segregation generation can be reduced as described above. Lt; / RTI > shows improved formability at particle diameters in the above-mentioned range.
Al-Ca 이차상 입자는 상기 마그네슘 합금 판재의 면적 100㎛2 당 2 내지 15개 포함될 수 있다. 전술한 범위의 개수로 Al-Ca 이차상 입자를 포함함으로써, 마그네슘 합금 판재의 성형성이 개선될 수 있다. The Al-Ca secondary phase particles may include 2 to 15 per 100 m 2 of the magnesium alloy sheet. By including the Al-Ca secondary phase particles in the above-mentioned range, the moldability of the magnesium alloy sheet material can be improved.
본 발명의 일 구현예에서는, Al-Ca 이차상 입자를 제어하기 위해 Al, Zn, Mn 및 Ca의 조성 범위, 균질화 열처리 시 온도 및 시간 조건, 온간압연 시, 온도 및 압연율 등이 정밀하게 조절할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the composition range of Al, Zn, Mn and Ca, the temperature and time conditions in the homogenization heat treatment, the temperature and the rolling rate during warm rolling, and the like can be precisely controlled .
본 발명의 일 구현예에 따른, 마그네슘 합금 판재는 결정립을 포함하고, 결정립의 평균 입경은 5 내지 30 ㎛이 될 수 있다. 상기 결정립 입경 범위에서 성형성이 향상될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the magnesium alloy sheet material includes crystal grains, and the average grain size of the crystal grains may be 5 to 30 占 퐉. The formability can be improved in the grain size range.
또한, 본 발명의 일 구현예에 의한 마그네슘 합금 판재의 한계 돔 높이(limiting dome height)는 7mm 이상일 수 있다. 보다 구체적으로는, 7 내지 10 mm일 수 있다. In addition, the limiting dome height of the magnesium alloy sheet according to an embodiment of the present invention may be 7 mm or more. More specifically, it may be 7 to 10 mm.
일반적으로 한계 돔 높이란 재료의 성형성(특히, 압축성)을 평가하는 지표로 활용되며, 이러한 한계 돔 높이가 증가할수록 재료의 성형성이 향상됨을 의미한다.In general, the limit dome height is used as an index for evaluating the formability (in particular, compressibility) of a material, and means that the moldability of the material is improved as the height of the limit dome increases.
상기 한정된 범위는, 마그네슘 합금 판재 내 결정립의 방위 분포도가 증가된 것에 기인하여, 일반적으로 알려진 마그네슘 합금 판재에 비해 현저히 높은 한계 돔 높이이다.The above limited range is a marginal dome height which is significantly higher than a generally known magnesium alloy plate due to an increase in the orientation distribution of the crystal grains in the magnesium alloy sheet material.
이에, 상기 마그네슘 합금 판재는 (0001)면을 기준으로 최대 집합 강도가 1 내지 4일 수 있다. 전술한 범위를 초과하는 경우, 마그네슘 합금 판재의 성형성이 열위할 수 있다. The magnesium alloy sheet may have a maximum aggregate strength of 1 to 4 based on the (0001) plane. If it exceeds the above-mentioned range, the moldability of the magnesium alloy sheet material may be inferior.
또한, 상기 본 발명의 일 구현예에 의한 마그네슘 합금 판재의 항복강도는 150 내지 190MPa 범위를 달성할 수 있다.In addition, the yield strength of the magnesium alloy sheet according to an embodiment of the present invention can be in the range of 150 to 190 MPa.
본 발명의 일 구현예에 의한 마그네슘 합금 판재는 후술하는 제조 단계에서의 스킨 패스 압연을 통해, 마그네슘 합금 판재 전체 면적 100%에 대해, 쌍정 조직의 면적 분율이 35% 이하일 수 있다. 보다 구체적으로, 쌍정 조직의 면적 분율은 5 내지 35% 수 있다. 보다 더 구체적으로, 쌍정 조직의 면적 분율은 5 내지 33%일 수 있다. 상기 범위로 쌍정 조직 분율의 제어를 통해, 본 발명의 일 구현예에 의한 마그네슘 합금 판재의 항복강도는 200 내지 300MPa일 수 있다. 이러한 범위는 본 발명의 일 구현예에 따른 성분의 마그네슘 판재에서는 우수한 범위로 판단된다. The magnesium alloy sheet according to an embodiment of the present invention may have an area fraction of the twin crystal structure of 35% or less with respect to 100% of the total area of the magnesium alloy sheet material through skin pass rolling in the manufacturing step described later. More specifically, the area fraction of twinning tissue can be from 5 to 35%. More specifically, the area fraction of the twin tissue may be between 5 and 33%. Through control of the twisted textural fraction in the above range, the yield strength of the magnesium alloy sheet according to an embodiment of the present invention may be 200 to 300 MPa. This range is considered to be an excellent range for the magnesium plate of the component according to one embodiment of the present invention.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 마그네슘 합금 판재의 두께는 0.4 내지 3 mm가 될 수 있다. 본 발명의 일 구현예에 따른 마그네슘 판재는 상기 두께 범위에서 요구되는 특성에 따라 선택될 수 있다. 다만, 이의 두께 범위에 본 발명이 제한되는 것은 아니다. In addition, the thickness of the magnesium alloy sheet according to an embodiment of the present invention may be 0.4 to 3 mm. The magnesium plate according to one embodiment of the present invention may be selected according to the properties required in the thickness range. However, the present invention is not limited thereto.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 마그네슘 합금 판재의 제조 방법의 순서도를 개략적으로 나타낸다. 도 1의 마그네슘 합금 판재의 제조 방법의 순서도는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 마그네슘 합금 판재의 제조 방법을 다양하게 변형할 수 있다. 1 schematically shows a flowchart of a method of manufacturing a magnesium alloy sheet according to an embodiment of the present invention. The flow chart of the method of manufacturing the magnesium alloy sheet material of FIG. 1 is for illustrating the present invention only, and the present invention is not limited thereto. Therefore, the manufacturing method of the magnesium alloy sheet material can be variously modified.
본 발명의 일 실시예에 의한 마그네슘 합금 판재의 제조 방법은 전체 100중량%에 대해, Al: 2.7 내지 5.0중량%, Zn: 0.75 내지 1.0중량%, Ca: 0.1 내지 1.0중량%, Mn: 1.0 중량%이하(0 중량% 제외), 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 용탕을 주조하여 주조재를 제조하는 단계(S10); 상기 주조재를 균질화 열처리하는 단계(S20); 및 상기 균질화 열처리된 주조재를 온간 압연하는 단계(S30)를 포함한다. The method for producing a magnesium alloy sheet according to an embodiment of the present invention comprises: 2.7 to 5.0% by weight of Al; 0.75 to 1.0% by weight of Zn; 0.1 to 1.0% by weight of Ca; 1.0 to 1.0% % (Exclusive of 0 wt%) of Mg, and the balance of Mg and other unavoidable impurities to produce a cast material (S10); A step (S20) of homogenizing the cast material; And warm-rolling (S30) the homogenized heat-treated cast material.
이외에, 필요에 따라 마그네슘 합금 판재의 제조 방법은 다른 단계들을 더 포함할 수 있다.In addition, if necessary, the manufacturing method of the magnesium alloy sheet material may further include other steps.
먼저, 전체 100중량%에 대해, Al: 2.7 내지 5.0중량%, Zn: 0.75 내지 1.0중량%, Ca: 0.1 내지 1.0중량%, Mn: 1.0 중량%이하(0 중량% 제외), 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 용탕을 주조하여 주조재를 제조하는 단계(S10)를 실시할 수 있다.First, Mg is contained in an amount of not more than 1.0% by weight (excluding 0% by weight), Mg in an amount of not more than 0.1% by weight, Mg in an amount of not less than 0.1% (S10) of casting a molten metal containing unavoidable impurities can be carried out.
각 성분의 수치 한정 이유에 대해서는 전술한 것과 동일하므로, 반복되는 설명을 생략한다.The reason for limiting the numerical values of the respective components is the same as that described above, so repeated description will be omitted.
이때, 상기 주조재를 제조하는 방법(S10)은, 다이캐스팅, 스트립캐스팅, 빌렛 주조, 원심 주조, 경동 주조, 사형 주조, 다이렉트 칠 캐스팅(Direct chill casting) 또는 이들의 조합인 방법을 이용할 수 있다. At this time, the method (S10) for manufacturing the cast material may be a die casting, a strip casting, a billet casting, a centrifugal casting, a tilting casting, a casting die casting, a direct chill casting or a combination thereof.
보다 구체적으로는, 스트립 캐스팅법을 이용할 수 있다. 다만, 이에 제한하는 것은 아니다.More specifically, a strip casting method can be used. However, the present invention is not limited thereto.
보다 구체적으로, 상기 주조재를 제조하는 단계(S10)에서 압하력은 0.2ton/mm2 이상일 수 있다. 보다 더 구체적으로, 1ton/mm2 이상일 수 있다. 보다 더 구체적으로는, 1 내지 1.5 ton/mm2 일 수 있다. 주조재가 응고됨과 동시에 압하력을 받게 되는데, 이 때 압하력을 상기 범위로 조절 함으로써, 마그네슘 합금 판재의 성형성을 향상시킬 수 있다. More specifically, the pressing force in step (S10) of producing the cast material may be 0.2 ton / mm 2 or more. More specifically, it may be 1 ton / mm 2 or more. More specifically, it may be from 1 to 1.5 ton / mm < 2 >. At the same time as the casting material is solidified, it is subjected to a pressing force. At this time, the moldability of the magnesium alloy sheet material can be improved by adjusting the pressing force to the above range.
이후, 상기 주조재를 균질화 열처리하는 단계(S20)를 실시할 수 있다.Thereafter, step (S20) of homogenizing the cast material may be performed.
이 때 열처리 조건은 350℃ 내지 500℃의 온도에서 1 내지 28시간 동안 열처리 할 수 있다. 보다 구체적으로는, 18 내지 28시간 동안 균질화 열처리할 수 있다. At this time, the heat treatment condition can be heat treatment at a temperature of 350 to 500 ° C for 1 to 28 hours. More specifically, homogenization heat treatment can be performed for 18 to 28 hours.
350℃보다 낮은 온도 범위에서는 균질화 열처리가 제대로 되지 못하고, Mg17Al12와 같은 베타상들이 기지에 고용되지 않는 문제가 발생할 수 있다. In the temperature range lower than 350 캜, the homogenization heat treatment is not properly performed, and beta phases such as Mg 17 Al 12 may not be solved at the base.
500℃보다 높은 온도 범위에서는 주조재 내에 응축되어 있는 베타상들이 녹아 화재가 발생하거나, 마그네슘 판재에 공공이 발생할 수 있다. 따라서 전술한 온도 범위 내에서 균질화 열처리 할 수 있다.In the temperature range higher than 500 ° C, the condensed beta phases melt in the casting material and fire may occur, or voids may occur in the magnesium plate material. Therefore, the homogenization heat treatment can be performed within the above-mentioned temperature range.
이후, 상기 균질화 열처리된 주조재를 온간 압연하는 단계(S30)를 실시할 수 있다.Thereafter, step (S30) of warm rolling the cast material subjected to the homogenization heat treatment can be performed.
이 때, 온간 압연의 온도 조건은 150℃ 내지 350℃가 될 수 있다. 150℃ 보다 낮은 온도 범위에서는 엣지 크랙이 다수 생기는 문제가 발생할 수 있다. 500℃ 보다 높은 온도 범위에서는 양산에 부적합한 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 전술한 온도 범위 내에서 온간 압연 할 수 있다. At this time, the temperature condition of the warm rolling may be 150 ° C to 350 ° C. There may occur a problem that a large number of edge cracks occur in a temperature range lower than 150 ° C. In the temperature range higher than 500 deg. C, a problem that is not suitable for mass production may occur. Therefore, hot rolling can be performed within the temperature range described above.
온간 압연하는 단계는 복수 회 수행할 수 있으며, 회당 10 내지 30%의 압하율로 온간압연 할 수 있다. 상기 온간 압연의 압하율은, 온간 압연 전, 주조재의 두께 100% (길이%)에 대한 %값을 의미한다. 복수 회 온간 압연을 실시함으로써, 최종적으로 약 0.4mm의 얇은 두께까지 압연이 가능하다. The hot rolling may be performed a plurality of times, and the hot rolling may be performed at a reduction ratio of 10 to 30% per each. The reduction rate of the warm rolling refers to the% value with respect to the
복수 회의 온간 압연 중간에 중간 소둔하는 단계를 1회 이상 더 포함할 수 있다. 중간 소둔하는 단계를 더 포함함으로써 마그네슘 합금 판재의 성형성을 더욱 향상시킬 수 있다. 구체적으로 중간 소둔하는 단계는 300 내지 500℃의 온도로 1 내지 10 시간 동안 실시할 수 있다. 보다 구체적으로, 450 내지 500℃의 온도로 실시할 수 있다. 전술한 범위에서 마그네슘 합금 판재의 성형성이 더욱 향상될 수 있다.The intermediate annealing step may be further performed at least one time during a plurality of warm rolling steps. Further comprising the step of intermediate annealing, the moldability of the magnesium alloy sheet material can be further improved. Specifically, the intermediate annealing step may be carried out at a temperature of 300 to 500 DEG C for 1 to 10 hours. More specifically, it can be carried out at a temperature of 450 to 500 ° C. The moldability of the magnesium alloy sheet material can be further improved in the above-mentioned range.
온간 압연하는 단계 이후, 후열처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 후열처리하는 단계를 더 포함함으로써 마그네슘 합금 판재의 성형성을 더욱 향상시킬 수 있다. 후열처리하는 단계는 300 내지 500℃에서 1 내지 15시간 동안 실시할 수 있다. 구체적으로, 1 내지 10시간 동안 실시할 수 있다. 전술한 범위에서 마그네슘 합금 판재의 성형성이 더욱 향상될 수 있다.After the hot rolling step, it may further include a post heat treatment step. And the post-heat treatment step is further included, whereby the moldability of the magnesium alloy sheet material can be further improved. The post-heat treatment may be performed at 300 to 500 ° C for 1 to 15 hours. Specifically, the reaction can be carried out for 1 to 10 hours. The moldability of the magnesium alloy sheet material can be further improved in the above-mentioned range.
본 발명의 일 구현예에 의한 마그네슘 합금 판재의 또 다른 제조방법은, 전체 100중량%에 대해, Al: 2.7 내지 5.0중량%, Zn: 0.75 내지 1.0중량%, Ca: 0.1 내지 1.0중량%, Mn: 1.0 중량%이하(0 중량% 제외), 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 용탕을 주조하여 주조재를 제조하는 단계; 상기 주조재를 균질화 열처리하는 단계; 상기 균질화 열처리된 주조재를 온간 압연하여 압연재를 제조하는 단계; 상기 압연재를 후열처리하는 단계; 및 상기 후열처리된 압연재에 스킨 패스를 실시하여 마그네슘 합금 판재를 제조하는 단계를 포함할 수 있다.Another method for producing a magnesium alloy sheet according to an embodiment of the present invention comprises: 2.7 to 5.0% by weight of Al, 0.75 to 1.0% by weight of Zn, 0.1 to 1.0% by weight of Ca, 0.1 to 1.0% by weight of Mn, : 1.0% by weight or less (excluding 0% by weight), the balance Mg and other unavoidable impurities, to produce a cast material; Subjecting the cast material to homogenization heat treatment; Subjecting the homogenized heat-treated cast material to hot rolling to produce a rolled material; Post-heat treating the rolled material; And subjecting the post-heat treated rolled material to a skin pass to produce a magnesium alloy sheet material.
먼저, 전체 100중량%에 대해, Al: 2.7 내지 5.0중량%, Zn: 0.75 내지 1.0중량%, Ca: 0.1 내지 1.0중량%, Mn: 1.0 중량%이하(0 중량% 제외), 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 용탕을 주조하여 주조재를 제조하는 단계; 를 실시할 수 있다.First, Mg is contained in an amount of not more than 1.0% by weight (excluding 0% by weight), Mg in an amount of not more than 0.1% by weight, Mg in an amount of not less than 0.1% Casting a molten metal containing unavoidable impurities to produce a cast material; Can be performed.
상기 단계에서 용탕은 이미 상용화된 AZ31 합금, AL5083 합금, 또는 이들의 조합일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.In this step, the melt may be an AZ31 alloy, AL5083 alloy, or a combination thereof already commercialized. However, the present invention is not limited thereto.
보다 구체적으로, 650 내지 750℃ 온도 범위에서 용탕을 준비할 수 있다. 이후, 상기 용탕을 주조하여 주조재를 제조할 수 있다. 이때, 상기 주조재의 두께는 3 내지 7mm 일 수 있다. More specifically, the molten metal can be prepared in the temperature range of 650 to 750 占 폚. Thereafter, the molten metal can be cast to produce a cast material. At this time, the thickness of the cast material may be 3 to 7 mm.
이때, 상기 주조재를 제조하는 방법은, 다이캐스팅, 스트립캐스팅, 빌렛 주조, 원심 주조, 경동 주조, 사형 주조, 다이렉트 칠 캐스팅(Direct chill casting) 또는 이들의 조합인 방법을 이용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 스트립 캐스팅법을 이용할 수 있다. 다만, 이에 제한하는 것은 아니다. At this time, the casting material may be manufactured by die casting, strip casting, billet casting, centrifugal casting, tilt casting, sand casting, direct chill casting, or a combination thereof. More specifically, a strip casting method can be used. However, the present invention is not limited thereto.
보다 구체적으로, 상기 주조재를 제조하는 단계에서 압하력은 0.2ton/mm2 이상일 수 있다. 보다 더 구체적으로, 1ton/mm2 이상일 수 있다. 보다 더 구체적으로는, 1 내지 1.5 ton/mm2 일 수 있다.More specifically, the pressing force in the step of producing the cast material may be 0.2 ton / mm 2 or more. More specifically, it may be 1 ton / mm 2 or more. More specifically, it may be from 1 to 1.5 ton / mm < 2 >.
이후, 상기 주조재를 균질화 열처리하는 단계를 실시할 수 있다.Thereafter, the step of homogenizing the cast material may be performed.
보다 구체적으로, 상기 주조재를 균질화 열처리하는 단계는, 300℃ 내지 400℃ 온도 구간에서의 1차 열처리 단계; 및 400℃ 내지 500℃에서 온도 구간에서의 2차 열처리 단계; 를 포함할 수 있다. 상기 1차 열처리 단계 및 2차 열처리 단계의 온도범위는 상이할 수 있다. More specifically, the step of subjecting the cast material to a homogenizing heat treatment may include: a first heat treatment step at a temperature range of 300 ° C to 400 ° C; And a second heat treatment step at a temperature range of 400 ° C to 500 ° C; . ≪ / RTI > The temperature ranges of the primary heat treatment step and the secondary heat treatment step may be different.
보다 더 구체적으로, 300℃ 내지 400℃ 온도 구간에서의 1차 열처리 단계; 는, 5시간 내지 20시간 동안 실시될 수 있다. 또한, 400℃ 내지 500℃에서 온도 구간에서의 2차 열처리 단계; 는, 5시간 내지 20시간 동안 실시될 수 있다.More specifically, a first heat treatment step at a temperature range of 300 DEG C to 400 DEG C; May be carried out for 5 to 20 hours. A second heat treatment step in a temperature range of 400 ° C to 500 ° C; May be carried out for 5 to 20 hours.
상기 온도 범위에서 1차 열처리 단계를 실시함으로써, 주조 단계에서 발생된 Mg-Al-Zn 삼원계 파이상을 제거할 수 있다. 상기 삼원계 파이상이 존재할 경우, 이후 공정에 악영향을 줄 수 있다. 또한, 상기 온도 범위에서 2차 열처리 단계를 실시함으로써, 슬라브 내의 응력을 풀어줄 수 있다. 더해서, 주조 조직의 재결정 형성을 더욱 활발하게 유도할 수 있다.By performing the first heat treatment step in the above temperature range, it is possible to remove the Mg-Al-Zn ternary system wave generated in the casting step. If there is more than the above three-way wave, it may adversely affect subsequent processes. Further, by performing the second heat treatment step in the above temperature range, the stress in the slab can be released. In addition, formation of recrystallization of the cast structure can be further actively induced.
이후 상기 균질화 열처리된 주조재를 온간 압연하여 압연재를 제조하는 단계를 실시할 수 있다.Thereafter, the homogenized heat-treated cast material is warm-rolled to produce a rolled material.
상기 열처리된 주조재는 1회 내지 15회 압연을 통해, 0.4 내지 3mm 두께 범위까지 압연될 수 있다. 또한, 상기 압연은 150 내지 350℃에서 실시될 수 있다. The heat treated cast material can be rolled to a thickness of 0.4 to 3 mm through one to fifteen times of rolling. The rolling may be carried out at 150 to 350 占 폚.
보다 구체적으로, 압연 온도가 150℃ 미만일 경우, 압연 시 표면에 크랙을 유발시킬 수 있고, 350℃를 초과하는 경우, 실제 양산 설비에 적합하지 않을 수 있다. 이에 150℃ 내지 350℃에서 압연될 수 있다.More specifically, when the rolling temperature is less than 150 ° C, cracking may be caused on the surface during rolling, and if it exceeds 350 ° C, it may not be suitable for actual production facilities. It can be rolled at 150 캜 to 350 캜.
다음으로 상기 압연재를 중간 소둔하는 단계를 실시할 수 있다. 상기 압연 단계에서 복수 회 압연될 때, 패스와 패스 사이 구간에서 300℃ 내지 550℃ 온도 범위로 1시간 내지 15시간 동안 열처리할 수 있다. Next, the step of intermediate annealing the rolled material may be performed. When it is rolled a plurality of times in the rolling step, it can be heat-treated at a temperature range of 300 ° C to 550 ° C for 1 hour to 15 hours in a section between passes and passes.
예를 들어, 2회 압연 후1회 중간 소둔하여, 최종 목표 두께까지 압연할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 3회 압연 후 1회 소둔하여 최종 목표 두께까지 압연할 수 있다. 보다 구체적으로, 압연된 주조재를 상기 온도 범위에서 소둔하는 경우, 압연에 의해 발생된 응력을 풀어줄 수 있다. 따라서, 목적하는 주조재의 두께까지 수 회 압연할 수 있다. For example, it may be subjected to intermediate annealing once after twice rolling, and then rolled to a final target thickness. As another example, it may be rolled three times and then annealed once to the final target thickness. More specifically, when the rolled cast material is annealed in the above temperature range, the stress generated by rolling can be released. Therefore, the desired casting material can be rolled several times to the thickness.
이후, 상기 압연재를 후열처리하는 단계를 실시할 수 있다.Thereafter, the step of post-heat-treating the rolled material may be performed.
후열처리하는 단계는 300 내지 500℃에서 1 내지 15시간 동안 실시할 수 있다. 구체적으로, 1 내지 10시간동안 실시할 수 있다. 전술한 범위에서 마그네슘 합금 판재의 성형성이 더욱 향상될 수 있다.The post-heat treatment may be performed at 300 to 500 ° C for 1 to 15 hours. Specifically, the reaction can be carried out for 1 to 10 hours. The moldability of the magnesium alloy sheet material can be further improved in the above-mentioned range.
마지막으로, 상기 후열처리된 압연재에 스킨 패스를 실시하여 마그네슘 합금 판재를 제조하는 단계를 수행할 수 있다. Finally, a skin pass may be applied to the post-heat treated rolled material to produce a magnesium alloy sheet material.
보다 구체적으로, 스킨 패스란, 조질 압연 또는 템퍼 롤링이라고도 하며, 열처리 후 냉간 압연 강판에 생긴 변형 무늬를 제거하고, 경도를 향상시키기 위해 가벼운 압력으로 냉간 압연 하는 것을 의미한다. More specifically, the skin pass is also referred to as rough rolling or temper rolling, which means cold rolling at a slight pressure to remove deformation patterns on the cold-rolled steel sheet after heat treatment and to improve hardness.
따라서, 본 발명의 일 구현예에서는 250℃ 내지 350℃ 온도 범위에서 1회 스킨 패스를 실시할 수 있다. Therefore, in one embodiment of the present invention, a skin pass can be performed once at a temperature range of 250 ° C to 350 ° C.
스킨 패스를 실시하여 제조된 상기 마그네슘 합금 판재는 상기 압연재의 두께에 대해 2 내지 15%의 압하율로 압연될 수 있다. 보다 구체적으로 상기 압하율은 상기 스킨 패스 온도와 연동될 수 있다. The magnesium alloy sheet material produced by the skin pass may be rolled at a reduction ratio of 2 to 15% with respect to the thickness of the rolled material. More specifically, the reduction rate can be interlocked with the skin pass temperature.
구체적인 예를 들어, 상기 스킨 패스 온도가 250℃일 때, 스킨 패스 압하율은 5 내지 15%일 수 있다. 이때, 항복 강도 범위는 200 내지 260 MPa 일 수 있다. 이때 한계돔 높이는 7.3 내지 8.1 범위일 수 있다. For example, when the skin pass temperature is 250 ° C, the skin pass reduction rate may be 5 to 15%. At this time, the yield strength range may be 200 to 260 MPa. The limit dome height may range from 7.3 to 8.1.
구체적인 예를 들어, 상기 스킨 패스 온도가 300℃일 때, 스킨 패스 압하율은 5 내지 15%일 수 있다. 보다 더 구체적으로, 7 내지 12%일 수 있다. 이때, 항복 강도 범위는 200 내지 250 MPa 일 수 있다. 이때 한계돔 높이는 7.3 내지 8.1 범위일 수 있다. For example, when the skin pass temperature is 300 ° C, the skin pass reduction rate may be 5 to 15%. More specifically, it may be from 7 to 12%. At this time, the yield strength range may be 200 to 250 MPa. The limit dome height may range from 7.3 to 8.1.
본원에서 한계돔높이(Limit Dome Height, LDH)란, 판재의 성형성 특히 프레스성을 평가하는 지표로서, 시편에 변형을 가하여 변형된 높이를 측정하여 성형성을 측정할 수 있다. 한계돔높이 값이 높은 경우 판재의 성형성이 우수한 것을 의미할 수 있다. Limit Dome Height (LDH) is an index for evaluating the formability of a plate, especially pressability. The deformed height can be measured by measuring the deformed height of the specimen. If the height value of the limit dome is high, it can mean that the formability of the plate is excellent.
보다 구체적으로, 상기 온도 및 압력 조건 하에서 스킨 패스 하는 경우, (0001) 집합 조직의 발달을 저하시키므로 성형성을 확보할 수 있다. 즉, 상기 조건에서 스킨 패스를 실시하는 경우, 집합 조직 강도의 변화를 최소화하며, 강도를 향상시킬 수 있다. More specifically, in the case of skin pass under the above temperature and pressure conditions, since the development of the (0001) texture is deteriorated, the formability can be secured. That is, when the skin pass is performed under the above conditions, the change in the texture strength of the texture can be minimized and the strength can be improved.
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. The following examples are illustrative of the present invention only and are not intended to limit the scope of the present invention.
실시예Example 1 One
전체 100중량%에 대해, Al과 Ca은 하기 표 1에 개시된 바와 같이 포함하고, Zn 0.8 중량%, Mn 0.5 중량%, 잔부 Mg 및 불가피한 불순물을 포함하는 용탕을 준비하였다. For a total of 100% by weight, Al and Ca were included as described in Table 1 below, and a melt containing 0.8% by weight of Zn, 0.5% by weight of Mn, the balance Mg and unavoidable impurities was prepared.
상기 용탕은 두 냉각롤 사이로 통과시켜 마그네슘 주조재를 제조하였다. 이때, 냉각롤의 압하력은 하기 표 1에 개시된 바와 같다.The melt was passed between two cooling rolls to produce a magnesium cast material. At this time, the pressing force of the cooling roll is as shown in Table 1 below.
이후, 상기 마그네슘 주조재를 400℃에서 하기 표 1에 개시된 바와 같이 시간을 달리하여, 균질화 열처리하였다. Then, the magnesium cast material was subjected to homogenization heat treatment at a temperature of 400 ° C with different times as shown in Table 1 below.
상기 균질화 열처리된 주조재를 250℃의 온도에서 15%의 압하율로 온간 압연하였다. 이후, 하기 표 1에 개시된 온도로 1시간 동안 중간 소둔한 후, 다시 250℃의 온도에서 15%의 압하율로 온간 압연하여 마그네슘 합금 판재를 제조하였다.The homogenized heat-treated cast material was warm-rolled at a reduction rate of 15% at a temperature of 250 캜. Thereafter, intermediate annealing was performed at the temperature shown in Table 1 for one hour, and then hot rolled at a reduction rate of 15% at a temperature of 250 캜 to produce a magnesium alloy sheet material.
비교예Comparative Example 1 One
전체 100중량%에 대해, Al과 Ca은 하기 표 1에 개시된 바와 같이 포함하고, Zn 0.8 중량%, 잔부 Mg 및 불가피한 불순물을 포함하는 용탕을 준비하였다. For a total of 100% by weight, Al and Ca were included as described in Table 1 below, and a melt containing 0.8% by weight of Zn, the balance Mg and unavoidable impurities was prepared.
하기 표 1에 개시된 조건을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 마그네슘 합금 판재를 제조하였다.A magnesium alloy sheet material was prepared in the same manner as in Example 1, except for the conditions shown in Table 1 below.
(중량%)Al content
(weight%)
(중량%)Ca content
(weight%)
압하력(ton/mm2)Casting roll
Thrust force (ton / mm 2 )
소둔시간(hr)Homogenization
Annealing time (hr)
(℃)Rolling temperature
(° C)
온도(℃)Intermediate annealing
Temperature (℃)
앞서 제조한 실시예와 비교예의 물성을 비교 및 평가하기 위해, 하기 시험예를 실시하였다.In order to compare and evaluate the physical properties of the previously prepared examples and comparative examples, the following test examples were conducted.
시험예Test Example 1: 마그네슘 합금 판재의 미세조직 관찰 1: Microstructure Observation of Magnesium Alloy Sheet
주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscope)을 이용하여, 실시예 및 비교예에서 제조한 마그네슘 합금 판재의 미세조직을 관찰하였다.Microstructures of the magnesium alloy sheet materials produced in Examples and Comparative Examples were observed using a scanning electron microscope (SEM).
이는 본원 도 2 내지 도 4에 개시되어 있다.This is illustrated in Figures 2 to 4 herein.
도 2는 실시예 1a에서 제조한 마그네슘 합금 판재의 주사전자현미경(SEM; Scanning Electron Microscope) 사진이다. 도 3은 비교예 1a에서 제조한 마그네슘 합금 판재의 주사전자현미경 사진이다.2 is a scanning electron microscope (SEM) photograph of the magnesium alloy sheet produced in Example 1a. 3 is a scanning electron microscope (SEM) image of the magnesium alloy sheet produced in Comparative Example 1a.
구체적으로, 도 2 내지 도 3의 가로는 마그네슘 합금 판재의 압연 방향(RD)을 의미하고, 세로는 두께 방향(ND)을 의미하는 것이다.2 to 3 means the rolling direction RD of the magnesium alloy sheet material, and the vertical direction means the thickness direction ND.
도 2에 개시된 바와 같이, 실시예 1a의 경우, 마그네슘 합금 판재에 중심 편석이 거의 생성되지 않은 것을 알 수 있다. 구체적으로, 실시예 1a의 압연 방향으로의 전체 길이 약 2000㎛에 대해, 중심 편석의 길이의 비율은 5% 미만인 것을 알 수 있다. As shown in Fig. 2, it can be seen that, in the case of Example 1a, center segregation is hardly generated in the magnesium alloy sheet material. Specifically, it can be seen that the ratio of the length of center segregation to the total length of about 2000 占 퐉 in the rolling direction of Example 1a is less than 5%.
반면, 도 3에 개시된 바와 같이, 비교예 1a의 경우, 중심 편석이 다량 발생한 것을 알 수 있다. 구체적으로, 비교예 1a는 압연 방향으로의 전체 길이 약 2000㎛에 대한, 중심 편석의 길이의 비율은 5% 이상인 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 1a는 두께 방향으로 전체 두께 약 1200㎛에 대해, 중간 편석의 두께는 약 30㎛로 확인되었다. 이에, 마그네슘 합금 판재의 두께 방향으로 전체 두께에 대해, 중간 편석의 두께 비율은 2.5%인 것을 알 수 있다. 따라서, 비교예 1a는 중심 편석이 다량 발생한 것을 확인할 수 있었다.On the other hand, as shown in Fig. 3, it can be seen that, in the case of Comparative Example 1a, a large amount of center segregation occurred. Specifically, in Comparative Example 1a, the ratio of the length of the center segregation to the total length of about 2000 占 퐉 in the rolling direction is 5% or more. Further, in Comparative Example 1a, the total thickness in the thickness direction was about 1200 占 퐉, and the thickness of the middle segregation was about 30 占 퐉. Therefore, it can be seen that the thickness ratio of the middle segregation is 2.5% with respect to the total thickness in the thickness direction of the magnesium alloy sheet material. Therefore, it was confirmed that Comparative Example 1a produced a large amount of center segregation.
이에 따라, 중심 편석은 마그네슘 합금 판재의 성형성을 떨어트리는 요인이므로, 중심 편석이 생성되지 않을수록 성형성이 우수한 마그네슘 합금 판재를 수득할 수 있다.Accordingly, since the center segregation is a factor that deteriorates the moldability of the magnesium alloy sheet material, the magnesium alloy sheet material having excellent moldability can be obtained as the center segregation is not generated.
도 4는 실시예 1a에서 제조한 마그네슘 합금 판재의 2차 전자 현미경(Secondary Electron Microscopy) 사진이다.4 is a secondary electron microscopic photograph of the magnesium alloy sheet produced in Example 1a.
도 4에서 흰 점은 Al-Ca 이차상 입자를 의미한다. 보다 구체적으로, 도 4의 흰 점 부분을 성분 분석한 결과, Al 24.61 중량%, Ca 8.75 중량%, Mn 0.36 중량%, Zn 0.66중량%, 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물로 분석되었다.In Fig. 4, the white dot means an Al-Ca secondary phase particle. More specifically, the white point portion of FIG. 4 was analyzed to be composed of 24.61% by weight of Al, 8.75% by weight of Ca, 0.36% by weight of Mn, 0.66% by weight of Zn, balance Mg and other unavoidable impurities.
이로부터, 실시예 1a에 의한 마그네슘 합금 판재는 Al-Ca 이차상 입자를 포함하는 것을 확인하였다. 구체적으로, 도 4에서 마그네슘 합금 판재 면적 1600㎛2 당 Al-Ca의 이차상 입자는 50개 분포하는 것을 알 수 있다.From this, it was confirmed that the magnesium alloy sheet according to Example 1a contains Al-Ca secondary phase particles. Specifically, FIG. 4 shows that 50 secondary phase particles of Al-Ca are distributed per 1600 μm 2 of the magnesium alloy sheet area.
다만, 도 4에 개시된 바와 같이, 실시예 1a의 경우, Al-Ca 이차상이 편석되지 않고, 분산되어 있는 것을 알 수 있다. 이로부터, 하기 표 2에도 개시되어 있듯이, 본원 실시예 1a의 한계돔높이는 9.4mm인 반면, 비교예 1a의 한계돔높이는 2.5mm로써 실시예에 비해 성형성이 열위함을 알 수 있다. However, as shown in Fig. 4, in the case of Example 1a, it can be seen that the Al-Ca secondary phase is not segregated but dispersed. From this, it can be seen that as shown in the following Table 2, the limit dome height of Example 1a of the present invention is 9.4 mm, while the limit dome height of Comparative Example 1a is 2.5 mm.
시험예Test Example 2: 마그네슘 합금 판재의 한계 돔 높이 측정 2: Limit dome height measurement of magnesium alloy sheet
본원에서 한계돔높이(Limit Dome Height, LDH)란, 판재의 성형성 특히 프레스성을 평가하는 지표로서, 시편에 변형을 가하여 변형된 높이를 측정하여 성형성을 측정할 수 있다.Limit Dome Height (LDH) is an index for evaluating the formability of a plate, especially pressability. The deformed height can be measured by measuring the deformed height of the specimen.
한계돔높이는 실시예 및 비교예에 의한 마그네슘 합금 판재를 상부 다이와 하부 다이 사이에 삽입하고, 각 시험편의 외주부를 5kN의 힘으로 고정하였으며, 윤활유는 공지의 프레스유를 사용하였다. 그리고, 20㎜의 직경을 가지는 구형 펀치를 사용하여 5 내지 10 ㎜/min의 속도로 변형을 가해주었고, 각 시험편이 파단될 때까지 펀치를 삽입한 뒤, 파단 시의 각 시험편의 변형 높이를 측정하는 방식으로 수행하였다. 즉, 시험편이 변형된 높이를 측정한 것이다.The height of the marginal dome was determined by inserting magnesium alloy sheets according to Examples and Comparative Examples between an upper die and a lower die, fixing the outer periphery of each test piece with a force of 5 kN, and using a known press oil as a lubricant. Then, using a spherical punch having a diameter of 20 mm, deformation was applied at a speed of 5 to 10 mm / min. After inserting the punch until each test piece was broken, the deformation height of each test piece was measured . That is, the measured height of the specimen was measured.
이는 본원 도 5에 개시되어 있다.This is illustrated in FIG. 5 herein.
도 5는 실시예 1a에서 제조한 마그네슘 합금 판재의 한계 돔 높이(limiting dome height)를 측정한 결과를 나타낸 것이다.FIG. 5 shows the result of measuring the limiting dome height of the magnesium alloy sheet produced in Example 1a.
도 5에 개시된 바와 같이, 실시예 1a에 의한 마그네슘 합금 판재의 성형성이 우수함을 알 수 있다.As shown in FIG. 5, it can be seen that the moldability of the magnesium alloy sheet material according to Example 1a is excellent.
이는 하기 표 2 및 표 3에서도 확인할 수 있다.This can be confirmed also in Tables 2 and 3 below.
시험예Test Example 3: 결정립의 결정방위 분석 3: Analysis of crystal grain orientation
XRD 분석기로 실시예 및 비교예에 의한 마그네슘 합금 판재의 결정립들의 결정방위를 확인하여, 도 6 내지 도 11에 나타내었다. 구체적으로, XRD 극점도(Pole Figure)법을 이용하여, 결정립의 집합조직을 나타내었다.The crystal orientations of the crystal grains of the magnesium alloy sheet material according to the examples and the comparative examples were confirmed by an XRD analyzer and are shown in Figs. 6 to 11. Specifically, the texture of the crystal grains is shown by using the XRD pole figure method (Pole figure) method.
보다 구체적으로, 극점도는 임의로 고정된 결정좌표계의 방향을 시편 좌표계에 스테레오 투영하여 나타낸 것이다. 보다 더 구체적으로, 다양한 방위의 결정립들의 {0001}면에 대한 극을 기준 좌표계에 표시하고, 이를 극밀도 분포에 따라 밀도 등고선을 그림으로써 극점도를 나타낼 수 있다. 이때, 극은 브래그 각에 의해 특정한 격자 방향으로 고정한 것이고, 단결정에 대해 여러 개의 극들이 표시될 수 있다. More specifically, the pole figure is a stereo projection of the direction of the arbitrarily fixed crystal coordinate system in the sample coordinate system. More specifically, the poles for the {0001} planes of the crystal grains of various orientations can be displayed in the reference coordinate system, and the poles can be represented by plotting density contours according to the poles density distribution. At this time, the poles are fixed in a specific lattice direction by the Bragg angle, and a plurality of poles can be displayed for a single crystal.
따라서, 극점도법으로 나타낸 등고선의 밀도 분포 값이 작을수록 다양한 방위의 결정립이 분포하는 것이며, 밀도 분포 값이 클수록 <0001>//C축 방위의 결정립이 많이 분포하는 것으로 해석할 수 있다.Therefore, the smaller the density distribution of the contour lines indicated by the poling method is, the more the crystal grains of various orientations are distributed. The larger the density distribution value is, the more the crystal grains in the orientation of C axis are distributed.
이는 본원 도 6 및 도 7을 통해 비교할 수 있다.This can be compared through FIG. 6 and FIG.
도 6은 실시예 1a의 (0001)면의 최대 집합 강도를 나타낸 것이다. 도 7은 비교예 1a의 (0001)면의 최대 집합 강도를 나타낸 것이다.Fig. 6 shows the maximum aggregate intensity of the (0001) plane of Example 1a. 7 shows the maximum set intensity of the (0001) plane of Comparative Example 1a.
구체적으로, 도 6 및 도 7의 (0001)면의 최대 집합 강도는 전술한 XRD 분석기로 마그네슘 합금 판재의 결정방위를 분석한 결과이다.Specifically, the maximum aggregate intensities of the (0001) planes of FIGS. 6 and 7 are the results of analyzing the crystal orientation of the magnesium alloy plate by the above-described XRD analyzer.
도 6에 개시된 바와 같이, 실시예는 (0001)면의 최대 밀도 분포 값(집합 강도)가 2.73으로 낮은 반면, 비교예의 경우 12.1로 실시예에 비해 높은 것을 확인할 수 있었다. As shown in FIG. 6, it can be seen that the embodiment has a maximum density distribution value (aggregate intensity) of 2.73 as the (0001) plane, whereas it is 12.1 as compared with the embodiment.
즉, 실시예는 최대 집합 강도 값이 작고, 등고선이 넓게 퍼져있어 다양한 방위의 결정립이 분포하고 있음을 도출할 수 있다. In other words, it can be deduced that the maximum aggregate intensity value is small and the contour lines are widely spread and the crystal grains of various orientations are distributed in the embodiment.
반면, 비교예는 최대 집합 강도 값이 크고, 등고선이 밀집되어 있는 것으로부터, 비교예는 실시예에 비해 <0001>//C축 방위의 결정립을 많이 포함하는 것을 알 수 있다. On the other hand, in the comparative example, since the maximum set intensity value is large and the contour lines are dense, it can be seen that the comparative example includes many crystal grains of the orientation < 0001 > // C axis.
이로부터, 실시예는 성형성이 더 우수함을 알 수 있다.From this, it can be seen that the embodiment is more excellent in moldability.
이는 본원 도 8 및 도 9를 통해서도 알 수 있다.This can be seen from FIG. 8 and FIG.
도 8은 실시예 1a에서 제조한 마그네슘 합금 판재를 EBSD(Electron Backscatter Diffraction)로 분석한 결과이다.8 is a graph showing the results of analysis of the magnesium alloy sheet produced in Example 1a by Electron Backscatter Diffraction (EBSD).
도 9는 실시예 1a의 결정방위의 분율을 그래프로 나타낸 것이다.9 is a graph showing the fraction of the crystal orientation of Example 1a.
먼저, 도 8에 개시된 바와 같이, EBSD를 이용하여서도 결정립의 결정방위를 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, EBSD는e 전자빔을 통해 시편에 전자를 입사하고, 시편 후방에서의 비탄성 산란 회절을 이용하여 결정립의 결정방위를 측정할 수 있다.First, as shown in Fig. 8, crystal orientation of crystal grains can be measured by using EBSD. More specifically, the EBSD can inject electrons into a specimen through an e-electron beam and measure the crystal orientation of the crystal grains using inelastic scattering diffraction at the back of the specimen.
또한, 도 9에 개시된 바와 같이, 그레인 간의 방위 차(misorientation angle)가 20° 이하인 결정립을 저면 결정립이라 할 수 있다. 이에 따라, 전체 결정립의 부피 분율 100%에 대해, <0001>//C축 방위 결정립의 부피 분율은 약 18.5% 분포하는 것으로 확인되었다. Further, as shown in Fig. 9, the crystal grains having a misorientation angle of 20 degrees or less between the grains can be referred to as bottom crystal grains. As a result, it was confirmed that, for 100% of the volume fraction of the whole grains, the volume fraction of the <0001> // C-axis bearing grains was about 18.5%.
또한, 도 8에 개시되었 듯이, 다양한 방위의 결정립이 다양한 색깔로 분포하고 있음을 알 수 있고, <0001>//C축 방위의 결정립에 해당하는 결정립(빨간색)을 EBSD 결과를 통해 육안으로도 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 8, it can be seen that crystal grains of various orientations are distributed in various colors, and grains (red) corresponding to the crystal grains of the C axis orientation are visually observed through the EBSD result I could confirm.
(㎛)Grain size
(탆)
(mm)Plate thickness
(mm)
(MPa)Yield strength
(MPa)
(LDH, mm)Limit dome height
(LDH, mm)
그 결과, 균질화 소둔 시간, 압연 온도, 및 중간 소둔 온도 조건을 만족하지 못한 비교예 1a 내지 1d의 경우, 실시예에 비해 성형성이 열위함을 확인하였다. 뿐만 아니라, 항복강도도 실시예에 열위함을 알 수 있다. 비교예 1c의 경우, 결정립의 평균 크기가 40㎛ 수준으로 다른 비교예에 비해 비교적 성형성이 우수하였으나, 실시예에 미치지 못하는 수준이었다.As a result, in Comparative Examples 1a to 1d which did not satisfy the conditions of homogenization annealing time, rolling temperature and intermediate annealing temperature, it was confirmed that the formability was better than those of Examples. In addition, the yield strength is also shown in the examples. In the case of Comparative Example 1c, the average size of the crystal grains was 40 탆, which is comparatively superior to the other comparative examples, but was far below the examples.
실시예Example 2 2
전체 100중량%에 대해, Al: 3.0중량%, Zn: 1.0중량%, Ca: 1.0중량%, Mn: 0.3중량%, 및 잔부 Mg 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는 용탕을 준비하였다.A molten metal containing 3.0% by weight of Al, 1.0% by weight of Zn, 1.0% by weight of Ca, 0.3% by weight of Mn, and the balance of Mg and other unavoidable impurities was prepared for 100%
상기 용탕을 주조하여 주조재를 제조하였다. The above molten metal was cast to produce a cast material.
상기 주조재를 350℃에서 10시간 동안 1차 균질화 열처리하였다. 상기 1차 균질화 열처리된 주조재를 450℃ 10시간 동안 2차 균질화 열처리하였다. The cast material was subjected to a first homogenization heat treatment at 350 DEG C for 10 hours. The primary homogenization heat treated casting material was subjected to secondary homogenization heat treatment at 450 DEG C for 10 hours.
상기 균질화 열처리된 주조재를 압연하여 압연재를 제조하였다. The homogenized heat-treated cast material was rolled to produce a rolled material.
이후, 상기 압연재를 400℃에서 10시간 동안 후열처리 하였다. Thereafter, the rolled material was post-heat treated at 400 ° C for 10 hours.
마지막으로, 상기 후 열처리된 압연재에 스킨 패스를 실시하여 마그네슘 판재를 제조하였고, 상기 스킨 패스 실시 온도 및 압하율은 표 2에 개시된 바와 같다.Finally, the post-heat-treated rolled material was subjected to a skin pass to prepare a magnesium plate. The temperature and the reduction rate of the skin pass were as shown in Table 2.
비교예Comparative Example 2 2
스킨 패스 온도 및 압하율 조건을 제외하고는, 실시예 2와 동일하게 마그네슘 합금 판재를 제조하였다.A magnesium alloy sheet material was produced in the same manner as in Example 2 except for the skin pass temperature and the reduction ratio.
실시예와 비교예의 물성을 비교 및 평가하기 위해, 하기 시험예를 실시하였다. 그 외, 한계돔높이 측정 및 결정방위 분석과 시험예도 실시하였으며, 시험 방법은 앞서 전술한 바와 같다.In order to compare and evaluate the physical properties of the examples and comparative examples, the following test examples were conducted. In addition, the limit dome height measurement and crystal orientation analysis and test examples were also conducted, and the test method is as described above.
시험예Test Example 4: 4: 스킨skin 패스 pass 압하율Reduction rate 및 온도에 따른 물성 비교 And physical properties according to temperature
압하율(%)Skin Pass
Reduction rate (%)
강도(MPa)Maximum Seal
Strength (MPa)
(LDH, mm)Limit dome height
(LDH, mm)
상기 표 3에 개시된 바와 같이, 성분 및 조성이 동일한 마그네슘 합금에 스킨 패스를 실시한 결과, 성형성의 큰 변화 없이 항복 강도를 향상시킬 수 있었다. 보다 구체적으로, 성형성이란 연신율 및 한계돔 높이의 수치로 비교할 수 있다.As shown in Table 3, when the skin pass was applied to the magnesium alloy having the same composition and composition, the yield strength could be improved without greatly changing the formability. More specifically, the formability can be compared with the elongation and the limit dome height.
더해서, 이는 집합조직의 변화를 최소화함으로써, 성형성을 확보할 수 있었던 것이며, 스킨 패스 압하율에 따른 집합조직의 변화는 도 10를 통해 확인할 수 있다.In addition, this minimizes the change in the texture, thereby securing the formability. The change in the texture according to the skin pass reduction rate can be confirmed from FIG.
도 10는 스킨 패스 압하율에 따라 마그네슘 합금 판재를 EBSD로 분석한 결과이다.FIG. 10 shows the result of analysis of the magnesium alloy sheet material by EBSD according to the skin pass reduction rate.
도 10에 개시된 바와 같이, 압연 후 스킨 패스를 더 실시한 경우에도 다양한 방위의 결정립들이 분포하고 있는 것을 확인할 수 있다. 더해서, 스킨 패스 압하율을 높여 압연하는 경우, 쌍정(검정색) 조직과 전위 발달로 인해 집합조직의 방위 변화는 최소화하며 강도를 향상시킬 수 있었던 것이다.As shown in Fig. 10, it can be seen that the crystal grains of various orientations are distributed even when the skin pass is further performed after the rolling. In addition, when the skin pass reduction rate is increased and rolled, twinning (black) texture and dislocation developments can minimize the azimuthal change of the texture and improve the strength.
구체적으로, 스킨 패스 압하율이 2 내지 6%인 경우, 전체 면적 100%에 대해, 쌍정 조직의 면적 분율은 15%로 확인되었다. 스킨 패스 압하율이 6 내지 15%인 경우, 전체 면적 100%에 대해, 쌍정 조직의 면적 분율은 30%로 확인되었다. Specifically, when the skin pass reduction rate is 2 to 6%, the area fraction of the twin tissue is found to be 15% with respect to the total area of 100%. When the skin pass reduction rate was 6 to 15%, the area fraction of the twin tissue was found to be 30% for the
전술한 바와 같이, 쌍정 조직과 전위로 인해 마그네슘 합금 판재의 강도를 유지하며 성형성도 향상시킬 수 있다.As described above, the strength of the magnesium alloy sheet material can be maintained and the formability can be improved due to the twin crystal structure and the dislocation.
따라서, 15% 압하율을 초과하여 압연하는 경우(비교예 2a), (0001)면의 집합조직이 다시 발달하여 성형성을 저하시킬 수 있다. Therefore, in the case of rolling exceeding the 15% reduction ratio (Comparative Example 2a), the texture of the (0001) plane is developed again, and the formability can be deteriorated.
도 11은 스킨 패스 조건에 따라, 실시예 2 및 비교예 2의 (0001)면의 집합 강도를 나타낸 것이다.11 shows the aggregate intensities of (0001) planes of Example 2 and Comparative Example 2 according to the skin pass condition.
도 11에 개시된 바와 같이, 스킨 패스를 실시하여도 실시예의 집합조직의 변화는 크지 않은 것을 알 수 있다. 다만, 비교예 2a와 같이, 스킨 패스 압하율이 과할 경우, 집합 조직의 강도가 크게 변하는 것을 알 수 있었다. 이로 인해, 표 3에 개시된 바와 같이, 비교예 2a는 항복 강도 상승 효과는 우수하였으나, 연신율이 매우 열위해지는 현상을 확인하였다. As shown in Fig. 11, even when the skin pass is performed, it can be seen that the change in the texture of the embodiment is not large. However, as in Comparative Example 2a, when the skin pass reduction rate was excessive, the strength of the texture was greatly changed. As a result, as shown in Table 3, the comparative example 2 a was excellent in the yield strength increasing effect, but the phenomenon that the elongation became extremely poor was confirmed.
또한, 스킨 패스 온도 변화에 의한 항복강도의 상승 효과보다 스킨 패스 압하율에 따른 항복강도의 상승 효과가 더 크게 나타나는 것도 확인할 수 있다.It can also be seen that the synergy effect of the yield strength according to the skin pass reduction rate is greater than the synergy effect of the yield strength due to the skin pass temperature change.
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.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand.
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.It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended 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 interpreted as being included in the scope of the present invention .
Claims (10)
상기 마그네슘 합금 판재 전체 결정립 100부피%에 대해, 저면 결정립의 부피 분율은 30% 이하이고,
상기 저면 결정립은 <0001>//C축 방위의 결정립인 마그네슘 합금 판재. , Mg: 1.0 wt% or less (excluding 0 wt%), the remainder Mg and / or Al, and the balance Mg, Other unavoidable impurities,
The volume fraction of the bottom grain is 30% or less with respect to 100% by volume of the total crystal grains of the magnesium alloy sheet material,
Wherein the bottom grain is a crystal grain in the orientation < 0001 / // C axis.
상기 마그네슘 합금 판재는 Al-Ca 이차상 입자를 포함하되,
상기 마그네슘 합금 판재의 표면으로부터 1/4 지점인 쿼터부와, 상기 마그네슘 합금 판재의 표면으로부터 1/2 지점인 중심부의 Al-Ca 이차상 입자의 면적 분율의 차이는 10% 이하인 마그네슘 합금 판재.The method according to claim 1,
Wherein the magnesium alloy sheet comprises Al-Ca secondary phase particles,
Wherein a difference in area fraction of Al-Ca secondary phase particles at a quarter point from the surface of the magnesium alloy sheet material and a central portion at a half point from the surface of the magnesium alloy sheet material is 10% or less.
상기 마그네슘 합금 판재의 압연 방향으로의 전체 길이에 대해, 중간 편석의 길이의 비율은 5% 미만인 마그네슘 합금 판재.3. The method of claim 2,
Wherein the ratio of the length of the intermediate segregation to the total length in the rolling direction of the magnesium alloy sheet material is less than 5%.
상기 마그네슘 합금 판재의 두께 방향 전체 두께에 대해, 중간 편석의 두께 비율은 2.5% 미만인 마그네슘 합금 판재.The method of claim 3,
Wherein the thickness ratio of the intermediate segregation to the total thickness in the thickness direction of the magnesium alloy sheet material is less than 2.5%.
상기 마그네슘 합금 판재의 한계돔높이(LDH)가 7mm 이상이고,
상기 마그네슘 합금 판재 (0001)면을 기준으로 최대 집합 강도가 1 내지 4 인 마그네슘 합금 판재.5. The method of claim 4,
Wherein the magnesium alloy sheet has a limit dome height (LDH) of 7 mm or more,
A magnesium alloy sheet having a maximum aggregate strength of 1 to 4 based on the magnesium alloy sheet (0001) surface.
상기 마그네슘 합금 판재 전체 면적 100%에 대해, 쌍정 조직의 면적 분율은 35% 이하인 마그네슘 합금 판재., Mg: 1.0 wt% or less (excluding 0 wt%), the remainder Mg and / or Al, and the balance Mg, Other unavoidable impurities,
Wherein an area fraction of the twin crystal structure is 35% or less with respect to 100% of the total area of the magnesium alloy plate material.
상기 마그네슘 합금 판재 전체 면적 100%에 대해, 쌍정 조직의 면적 분율은 5 내지 35%인 마그네슘 합금 판재.The method according to claim 6,
Wherein an area fraction of the twin crystal structure is 5 to 35% with respect to 100% of the total area of the magnesium alloy plate material.
상기 마그네슘 합금 판재 전체 결정립 100부피%에 대해, 저면 결정립의 부피 분율은 30% 이하이고,
상기 저면 결정립은 <0001>//C축 방위의 결정립인 마그네슘 합금 판재. 8. The method of claim 7,
The volume fraction of the bottom grain is 30% or less with respect to 100% by volume of the total crystal grains of the magnesium alloy sheet material,
Wherein the bottom grain is a crystal grain in the orientation < 0001 / // C axis.
상기 마그네슘 합금 판재의 한계돔높이는 7mm 이상이고,
상기 마그네슘 합금 판재 (0001)면을 기준으로 최대 집합 강도가 1 내지 4 인 마그네슘 합금 판재.9. The method of claim 8,
The magnesium alloy sheet has a limit dome height of 7 mm or more,
A magnesium alloy sheet having a maximum aggregate strength of 1 to 4 based on the magnesium alloy sheet (0001) surface.
상기 마그네슘 합금 판재의 항복강도는 200 내지 300MPa인 마그네슘 합금 판재.10. The method of claim 9,
Wherein the magnesium alloy sheet has a yield strength of 200 to 300 MPa.
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2018
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