AZ31B 마그네슘 합금 W-FSAM: 미세조직 및 기계적 특성

적층 제조된 마그네슘(Mg) 합금은 용융-응고 과정에서 발생하는 가연성, 기공, 산화 위험으로 인해 무결점 성형 및 고성능 달성에 어려움이 있었습니다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하고자 연속적인 와이어 공급, 심한 소성 변형, 고체 상태 증착을 특징으로 하는 와이어 기반 마찰 교반 적층 제조(W-FSAM) 기술을 활용하여 건전한 Mg 부품을 성공적으로 제작했습니다. W-FSAM 공정을 통해 평균 3.79 µm의 미세한 결정립을 얻었으며, Al8Mn5 석출물은 미세화 및 재분포되었고, Mg17Al12 석출물은 고용 및 석출 거동을 보였습니다. Mg17Al12가 Al8Mn5에 석출될 때 격자 불일치는 4.92%였습니다. 핀 구조의 강한 유동 유도 효과는 W-FSAM 도구의 강력한 단조 효과로 형성된 빌딩 방향의 기저면 집합 조직을 약화시켜, 슬립 및 쌍정 변형의 가소성을 조화롭게 조절하여 우수한 연성을 가능하게 했습니다. 또한, 미세 결정립 구조 내에서 결정립 회전에 의해 조절되는 결정립계 슬라이딩이 전자 후방 산란 회절(EBSD) 분석을 통해 확인되었습니다. 이러한 독특한 미세구조적 특징과 석출 거동은 전반적인 기계적 특성을 향상시켰습니다. 빌딩 방향에서 인장 강도 257.3 ± 3.5 MPa, 연신율 12.4 ± 0.3%를, 진행 방향에서 인장 강도 250.7 ± 2.0 MPa, 연신율 12.2 ± 0.5%를 달성했습니다. 본 연구 결과는 Mg 합금의 적층 제조에서 고성능 부품 제작을 위한 W-FSAM 기술의 잠재력을 보여주며, 향후 경량 고강도 Mg 합금 부품 개발에 중요한 기반을 제공할 것입니다.