• Journal of Korea Foundry Society
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• v.24 no.6
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• pp.340-346
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• 2004

The plan for obtaining a good combination of strength and castability appeared feasible and the following observations were made. 1. In Al-12Mg-6.6Zn-xSi alloys, more primary $Mg_2Si$ phase formed with reduced $Al_3Mg_2$ phase, as Si content is necessary for an effective solution heat treatment because the solidus temperature is very low silicon contents. 2. A high tensile strength could be obtained in the heat-treated Al-12Mg-5.5Zn-5Si alloy attributed in the heat-treated Al-12Mg-5.5Zn-5Si alloy attributes to fine $MgZn_2$ particles that precipitated uniformly in the matrix. 3. Al-12Mg-5.5Zn-Si alloys showed excellent casting capabilities such as hot cracking resistance and fluidity compared to the reference commercial alloys. 4. The wear resistance of Al-12Mg-5.5Zn-5Si alloy was superior to that of A7075 alloy, and even higher resistance is expected if the morphology and size of primary $Mg_2Si$ phase is carefully controlled.

• Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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• 2011.04a
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• pp.376-377
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• 2011

최근 Mg, Mg-Al합금, Al은 전자제품의 케이스, 차량의 휠 등의 신소재로서 활용성이 높아 사회적 수요가 급격히 늘고 있다. 이러한 수요 증가와 함께 관련 사업장에서는 취급 과정에서 폭발사고 위험성이 높아지고 있는데, 2010년도에는 국내 사업장에서 금속 분진에 의한 폭발사고가 4건이 발생하여 인명 및 재산피해가 발생하였다. Mg-Al합금의 폭발사고로 사망 1명과 부상 2명이 발생하였으며, Al분진의 폭발사고는 3건이 발생하여 사망 2명과 부상 3명의 인명피해로 이어졌다. 사고조사를 통하여 사업장에서의 금속분진에 대한 위험인식이 매우 낮은 것이 유사 사고가 반복되고 있는 가장 큰 이유로 알려지고 있는데, 이는 금속분진에 대한 부족한 안전기술정보와 밀접한 관련이 있다. 본 연구에서는 Mg, Mg-Al합금, Al등을 취급하는 관련 사업장에서 폭발사고 예방대책을 위하여 활용할 수 있는 폭발특성에 관한 안전기술정보 제공을 목적으로 하고 있다. 보다 구체적으로는 사고 다발 금속분진에 대한 위험성 이해에 도움을 될 수 있도록 동일 입경분포 조건에서의 위험성을 정량적으로 평가하였으며, 이를 위하여 각 금속분진의 동일 입경 조건에서 최대폭발압력, 폭발하한계 등의 폭발위험성 데이터를 실험적으로 조사 하였다. 조사한 시료는 평균입경 200 mesh의 Al, Mg, Mg-Al(60:40 wt%)로서 입도분석기(Beckman Coulter LSI 3320)를 사용하여 측정한 결과 평균입경은 약 $155{\mu}m$로 나타났다. Al분진의 농도변화에 따른 폭발압력을 조사한 결과, 최대폭발압력(Pmax)은 7.9 bar였으며 최대폭발압력상승속도 (dt/dP)max는 농도 $1500[g/m^3]$에서 322 [bar/s]로 최대가 되었으며 폭발 하한계(LEL)는 $70[g/m^3]$가 얻어졌다. 반면에 순수한 Mg의 LEL은 $30[g/m^3]$였으며 Pmax는 6.4 bar, (dP/dt)max는 100 [bar/s]가 얻어졌다. 이러한 결과로부터 LEL이 낮은 Mg는 Al보다 연소성이 큰 것으로 나타났으며, Al은 화염을 유지하는데 필요한 최저 열분해 가스농도를 확보하는데 Mg보다도 고농도의 분진이 필요함을 알 수 있었다. 또한 Mg-Al(60:40 wt%)의 LEL은 $50g/m^3$이었으며 Pmax는 9.4 bar, (dP/dt)max는 472 [bar/s]가 얻어졌다. 이러한 결과로부터 Mg-Al(60:40 wt%)합금의 연소성을 살펴보면 착화하기 쉬운 정도는 Mg와 Al의 성분비에 의해 변화하지만 Mg와 Al의 중간 정도로 나타나는 반면, Pmax는 Mg 또는 Al의 단독 물질 성분보다도 매우 큰 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통하여 단일 성분의 Mg와 Al보다도 Mg와 Al이 일정 비율로 구성된 Mg-Al합금의 경우가 화재폭발 위험성이 증가한다는 사실을 알 수 있었으며, 이와 같은 폭발위험특성 자료를 활용하여 분진의 보관, 취급, 폐기 등의 지속적 관리가 필요하며 사업장 특성에 적합한 안전대책을 통한 사고예방대책이 요구된다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.139-139
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• 2017

최근 환경오염 문제로 인한 연비 규제 강화 속도가 빨라지고 있으며 이에 따른 연비 향상 기술이 크게 대두 되고 있다. 연비 향상 기술 중 경량화 방안소재로 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg) 등의 비철금속을 주로 사용하고 있으며, 이중 알루미늄은 다른 경량화 금속소재보다 우수한 경쟁력을 가지고 있다. 하지만 경제적인 측면에서 철 대비 비용적인 어려움을 가지고 있고 용접성이 떨어지기 때문에, 자동차 부품의 일부만 알루미늄 소재를 선택하여 사용하고 있는 실정이며 알루미늄의 높은 이온화 경향으로 인해 기존 자동차 철강 소재와 접촉 시 쉽게 부식되는 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 알루미늄의 금속원소를 첨가하는 연구가 지속적으로 개발 되고 있다. 알루미늄 합금에서 마그네슘의 첨가는 좋은 용접성과 내식성, 강도를 향상시킨다. 하지만 3%이상의 마그네슘 첨가는 입계에 ${\beta}(Al_xMg_y)$석출상이 석출되게 되며, 입계에 연속적으로 형성된 ${\beta}(Al_xMg_y)$석출상은 응력 부식 균열 (Stress corrsion cracking)과 입계 부식(Intergranular corrosion)을 야기하는 결과를 가져온다고 알려져 있다. 이 문제를 해결하기 위해 Al 5000계열 합금의 Zn의 첨가를 통해 ${\tau}(Al_xMg_yZn_z)$을 입계에 석출시켜서 입계에 ${\beta}(Al_xMg_y)$상의 석출을 방지함으로써 내식성을 향상시키거나 Al 5000계열 합금의 열처리를 통해 ${\beta}(Al_xMg_y)$석출상을 고용시킴으로써 응력부식균열의 발생을 억제하는 연구도 있다. 하지만 열처리 후 Polarization test를 이용한 내식성 연구는 잘 안 알려져 있다. 따라서 이번 연구에서는 Al5000계열의 주조한 합금을 DSC분석을 통하여 ${\beta}(Al_xMg_y)$석출상의 고용 온도가 약 $470^{\circ}C$라는 것을 확인한 후, 실온에서 $100^{\circ}C/hr$으로 가열하고 조건에 따라 $450^{\circ}C$에서 3시간, 6시간, 12시간, 24시간, 30시간 항온 유지시킨 후 공냉을 진행하였다. 열처리를 마친 시편은 에폭시를 이용하여 마운팅 하였으며, 시편표면을 2000#까지 연마 후 증류수로 세척한 다음 질소를 이용하여 건조 후 분극 시험을 진행하였다. 3.5wt% NaCl 용액에서 분극 곡선을 통해 부식거동을 확인한 결과 24시간까지 시간이 증가 할수록 내식성이 우수해지는 것을 확인하였으며, 추가적으로 조직사진, SEM & EDS 분석과 XRD, TEM 분석을 통해 내식성은 입계에 존재하는 Mg의 조성이 감소하게 되면 내식성이 향상되는 것을 관찰하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.8
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• pp.660-667
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• 1997

AI-Mg-합금의 용융산화에 의해 생성되는 AlO$_{2}$O$_{3}$-복합재료의 미세구조에 미치는 합금원소의 영향을 연구하였다. AI-1Mg 합금과 AI-3Mg 합금을 기본으로하여 Si, Zn, Sn, Cu, Ni, Ca, Ce를 1, 3, 5 %를 무게비로 첨가하였다. 각 합금을 1473K에서 20시간 유지하여 산화시킨 후 산화층의 거시적 형상과 미세구조를 광학현미경으로 관찰하였다. 각 미세구조의 상분율을 상분석기로 측정하였다. 산화층의 최첨단면은 SEM과 EDX로 관찰하고 분석하였다. Cu나 Ni를 첨가한 합금으로부터 성장한 산화층의 미세구조가 가장 치밀하였다. Zn이 포함된 합금으로부터 성장한 산화층 최첨단 성장면에는 ZnO가 관찰되었다. Zn이 포함되지 않은 다른 합금의 성장 전면에는 항상 MgAi$_{2}$O$_{4}$상이 관찰되었다.

• Journal of Korea Foundry Society
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• v.41 no.1
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• pp.3-10
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• 2021

In the compound casting between the aluminum alloy and the cast iron, the iron component may be dissolved from the cast iron during the process and mixed into the aluminum melt, thereby forming various iron-containing intermetallic compounds and significantly deteriorating the tensile properties of the aluminum alloy. On the other hand, unlike Fe, which is added as an impurity, Cu is added to improve the mechanical properties of the aluminum alloy. In this study, the change in microstructure and tensile properties of aluminum alloys due to the addition of Fe and Cu was investigated. A large amount of iron-containing compounds such as coarse Al₅FeSi phases were formed when the iron content was 1% or more, and the tensile properties were significantly reduced. In the case of the aluminum alloy to which Cu was added, an Al₂Cu phase was additionally formed and the tensile strength was clearly improved.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2012.05a
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• pp.276-276
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• 2012

본 연구에서는 진공증착을 이용하여 제작한 Al-Mg막을 $400^{\circ}C$에서 각각 2, 3, 10분간 열처리를 실시하였다. 합금화 정도는 GDLS와 XRD를 이용하여 표면 및 단면의 조성 분포를 분석하였으며, 염수분무시험을 통하여 내식성과의 연관성을 검토하였다. 열처리를 하지 않은 합금막의 경우 열처리를 한 경우와 비교하여 표면 및 단면에 순수한 Al 또는 Mg이 존재하여 내식성이 상대적으로 우수하였다. 열처리 결과 Al-Mg계 금속간 화합물 $Al_3Mg_2$와 $Al_{12}Mg_{17}$이 관찰되었다.

• Applied Microscopy
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• v.37 no.2
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• pp.123-133
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• 2007

The strain fields due to precipitates, especially S-phase $(Al_2CuMg)$ particles in Al-2.5Cu-1.5Mg wt.% alloy were first investigated with Large Angle Convergent Beam Electron Diffraction (LACBED) method. The work involves LACBED pattern simulations to estimate possibly the strength of the strain fields. To do this the morphology of S-particle was optimized as a cylindrical shape with $a_s$ axis, and the displacement vector of strain fields was assumed to be perpendicular to $a_s$ axis. With this simple model the reasonable fittings between the observed patterns of the strain fields and simulations were obtained. And in the early aging stage of the alloy the significant strain fields were not observed. As a result of this study it is expected that the strain fields due to S-phase precipitates in the stage with maximum hardness would make a complex networks to possibly contribute to hardiness of the alloy.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2000.04a
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• pp.71-74
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• 2000

자기 구속 균열 시험법인 Tapered 시편 균열 시험법을 이용하여 Al-Mg 합금의 CW $CO_2$ 레이저 용접시 Mg 함량 변화에 따른 고온균열감수성 변화를 조사하였다. Mg 함량 1.9wt.%에서 최대균열감수성을 나타내고 있으며 이보다 Mg 함량이 증가하거나 감소하면 고온균열 감수성이 감소한다. 용접금속 결정립 크기 또한 고온균열감수성과 관련이 있으며 Mg 함량이 증가할수록 결정립이 미세화되며, 1.9wt.%Mg 이상에서 결정립이 미세화될수륵 고온균열 감수성 이 감소한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2013.05a
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• pp.148-148
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• 2013

본 연구에서는 스퍼터링(sputtering)에 의해 Mg 함량을 달리하여 제작한 Al-Mg 합금막의 열처리 유 무별 부식 및 방식 거동을 확인하고자 내식성 평가 및 분석을 실시하였다. 내식성 평가는 염수분무시험을 통해 이루어졌으며, 염수분무시험 후 생성된 부식생성물은 SEM, EDS, XRD 평가 기법을 이용하여 초기 중기 후기 단계로 나누어서 분석을 실시하였다. 이상의 결과를 통해서 부식 진행 단계 별로 내식성에 미치는 부식생성물의 영향을 확인할 수 있었으며, Mg 함량에 따른 열처리 유 무 별 Al-Mg 합금막의 방식 메커니즘을 규명할 수 있었다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.12 no.1
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• pp.28-37
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• 1994

본 소고에서는 Al-Zn-Mg 계통의 고강도 알루미늄합금의 제조과정에서 실시하는 열처리 공정을 통해 얻어지는 시효경화 효과, 합금원소 첨가에 따른 석출물의 생성과 이에 따른 석출경화 효과와 용착금속의 응고균열 발생과의 상호관계를 조사하고 용접열영향부의 용질원자 확산과 입계의 liquid film에 의한 액화(liquation) 균열의 생성을 분석하여 설명하고자 한다.