전자빔 조사를 통한 고강도 Mg-Sn계 합금의 내식성 향상

Abstract

마그네슘은 구조재료로 이용가능한 금속 중 낮은 밀도, 높은 비강도를 가지는 장점이 있지만 쉽게 부식되어 내식성 향상을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 중 Mg-Sn계 합금은 온도에 따른 Sn의 solubility 차이가 커 석출강화를 통한 고강도 합금 개발에 이용하는 것으로 보고되고 있다. 또한 Mg-Al계 합금의 경우 석출상인 Mg17Al12 상의 녹는점이 약 460도로 압출 속도가 제한되지만, Sn계 합금에서 생성되는 석출상인 Mg2Sn 상의 녹는점은 약 770도로 Mg-Al계 합금보다 높아 고속 압출이 가능한 것으로 알려져 있다. 그러나 기계적 특성 향상을 위한 Mg2Sn 상이 마그네슘 기지보다 높은 전위를 가져 미소 갈바닉 반응을 유발해 부식의 진행을 촉진시키는 현상이 보고된 바가 있으며 시효경화 된 합금이 균질화상태의 합금에 비해 높은 부식속도를 나타낸다. 따라서 내부에 석출상이 포함된 Mg-Sn계 합금의 표면 미세조직을 선택적으로 제어한다면 강도를 유지하며 내식성을 향상하는 것이 가능하다. 표면 미세조직 제어를 위한 방법으로 전자빔 조사를 이용하여 표면처리를 실시하였다. 마그네슘 합금 표면에 고에너지의 전자빔을 조사하는 경우 표면 균질화 효과가 있는 점이 보고되어 이를 이용해 부식환경에 노출되는 표면의 이차상을 용융하고, 미소 갈바닉 반응을 억제해 내식성을 향상하고자 하였다. 본 연구에서는 Mg-Sn계 압출재에 전자빔 조사를 통한 미세조직 변화를 관찰하였고, 수소 발생량 측정과 전기화학적 시험을 통해 부식특성의 변화를 알아보았으며 내식성이 향상된 원인을 미세조직의 변화와 연관하여 분석하였다.